RU2579508C1 - Method of sampling for agrochemical analysis at the height of its location above small river water level - Google Patents
Method of sampling for agrochemical analysis at the height of its location above small river water level Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579508C1 RU2579508C1 RU2014137284/13A RU2014137284A RU2579508C1 RU 2579508 C1 RU2579508 C1 RU 2579508C1 RU 2014137284/13 A RU2014137284/13 A RU 2014137284/13A RU 2014137284 A RU2014137284 A RU 2014137284A RU 2579508 C1 RU2579508 C1 RU 2579508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- small river
- height
- sampling
- points
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контролю качества и экологической безопасности почвы и почвенного покрова, преимущественно находящегося под травяным покровом на изучаемой территории водоохраной зоны прибрежного ландшафта малой реки. Изобретение также может быть использовано при изучении почвы сельскохозяйственных угодий, расположенных рядом с водоохраной зоной малой реки. Техническое решение применимо также при экологическом и технологическом мониторинге сельхозугодий.The invention relates to quality control and environmental safety of soil and soil cover, mainly located under grass cover in the study area of the water protection zone of the coastal landscape of a small river. The invention can also be used in the study of the soil of agricultural land located next to the water protection zone of a small river. The technical solution is also applicable in the environmental and technological monitoring of farmland.
Известен способ отбора проб почвы для агрохимического или иного анализа по международным стандартам (Фомин Г.С., Фомин А.Г. Почва. Контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам. Справочник. М., Издательство «Протектор», 2001. 304 с., С. 57-58), включающий определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на исследуемой территории, а для этого намечают площадки отбора по координатной сетке, указывая их номера и координаты. Отбор проводят с учетом вертикальной структуры, неоднородности покрова почвы, рельефа и климата местности. При исследовании сельскохозяйственных угодий пробы для агрохимического анализа отбирают с глубины от 0 до 5 см при массе пробы не менее 100 грамм.A known method of sampling soil for agrochemical or other analysis according to international standards (Fomin G.S., Fomin A.G. Soil. Quality control and environmental safety according to international standards. Reference book. M., Protector Publishing House, 2001. 304 p. ., Pp. 57-58), including determining the location, frequency, and duration of soil sampling in the study area, and for this purpose, sampling sites are planned according to the coordinate grid, indicating their numbers and coordinates. The selection is carried out taking into account the vertical structure, heterogeneity of the soil cover, topography and climate. In the study of agricultural land, samples for agrochemical analysis are taken from a depth of 0 to 5 cm with a sample weight of at least 100 grams.
Отобранные пробы сопровождают регистрационной карточкой, в которой указывают следующие данные: номер пробы, место и глубину взятия пробы, рельеф и климатические характеристики местности, тип почвы, вид предполагаемого загрязнения, дату отбора.The selected samples are accompanied by a registration card, which indicates the following data: sample number, place and depth of sampling, topography and climatic characteristics of the area, soil type, type of suspected pollution, date of sampling.
Пробы, отобранные для проведения химического анализа, упаковывают в емкости из химически нейтрального материала. Пробы почвы доставляют в лабораторию и сразу анализируют. Пробы, отобранные для определения физико-химических свойств, должны сохранять структуру почвы после доставки в лабораторию.Samples taken for chemical analysis are packaged in containers of chemically neutral material. Soil samples are delivered to the laboratory and analyzed immediately. Samples taken to determine the physicochemical properties should preserve the soil structure after delivery to the laboratory.
Недостатками являются несогласованность взятия проб почвы с высотой их расположения над урезом воды в летний период. В нашей стране поймы малых рек в патентной классификации по изобретениям относят к лесному хозяйству, хотя пойменные луга являются объектами сельского хозяйства. А в аналоге отбор проб почвы проводят в основном из земельных участков пашни. При этом связь между высотой пробы над водной поверхности малой реки полностью игнорируется. Тем самым не учитывается расстояние по высоте доставки воды растениям из водотоков в почве, появляющихся из воды малой реки. Из-за функциональной неопределенности способа отбора пробы почвы для водоохраной зоны преимущественно с травяным покровом, не имеющем хозяйственного значения, любая координатная сетка по аналогу не подходит из-за сложности прибрежного рельефа. При этом закладка координатной сетки является трудоемким процессом.The disadvantages are the inconsistency in taking soil samples with the height of their location above the water edge in the summer. In our country, the floodplains of small rivers in the patent classification for inventions are classified as forestry, although floodplain meadows are objects of agriculture. And in the analogue, soil sampling is carried out mainly from land plots of arable land. Moreover, the relationship between the height of the sample above the water surface of a small river is completely ignored. This does not take into account the distance in height of water delivery to plants from watercourses in the soil emerging from the water of a small river. Due to the functional uncertainty of the method of sampling the soil for the water protection zone, mainly with grass cover that does not have economic significance, any coordinate grid is not suitable by analogy due to the complexity of the coastal relief. At the same time, laying the grid is a laborious process.
Известен также способ биохимического анализа проб почвы на пойменном лугу малой реки по решению о выдаче патента на изобретение по заявке №2013104463/13(006640), включающий определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на исследуемой территории, причем отбор проб проводят с учетом вертикальной структуры, неоднородности покрова почвы, рельефа и климата местности, а при исследовании сельскохозяйственных угодий пробы отбирают с глубины от 0 до 5 см. При этом вертикальную структуру почвенного покрова принимают с каждой стороны малой реки в отдельности, с учетом неоднородности покрова почвы и прибрежного рельефа у малой реки или ее притока, эта вертикальная структура в виде высоты определяется точками взятия пробы на глубине почвы 0-5 см, до агрохимического анализа из проб почвы удаляют корни травяных растений, а по результатам агрохимического анализа проб почвы проводят статистическое моделирование для выявления устойчивых биотехнических закономерностей.There is also a method of biochemical analysis of soil samples in a floodplain meadow of a small river by decision to grant a patent for an invention according to application No. 2013104463/13 (006640), which includes determining the location, frequency, and duration of soil sampling in the study area, and sampling is carried out taking into account the vertical structure, heterogeneity of the soil cover, topography and climate, and in the study of agricultural land, samples are taken from a depth of 0 to 5 cm. Moreover, the vertical structure of the soil cover is taken from each side of the small river individually, taking into account the heterogeneity of the soil cover and the coastal topography of a small river or its tributary, this vertical structure in the form of height is determined by the sampling points at a soil depth of 0-5 cm, the roots of grass plants are removed from soil samples before agrochemical analysis, and according to the results Agrochemical analysis of soil samples conduct statistical modeling to identify sustainable biotechnological patterns.
Недостатками являются несогласованность точек взятия проб почвы и измерений высоты этих точек над урезом водной поверхности малой реки, а высокая трудоемкости измерений координатной сетки по расстояниям вдоль и поперек реки. Привязка к береговой линии не дает высокой точности сопоставления содержания биохимических веществ, так как вообще не учитывается высота расположения точек взятия проб почвы над линией уреза водной поверхности малой реки. При этом береговая линия, из-за эрозии, может по-разному отстоять по высоте от уреза воды. Поэтому геодезическая привязка к береговой линии дает высокие погрешности.The disadvantages are the inconsistency of the points of soil sampling and measuring the height of these points above the edge of the water surface of a small river, and the high complexity of the measurements of the coordinate grid over distances along and across the river. Linking to the coastline does not give a high accuracy in comparing the content of biochemical substances, since the height of the location of the points of sampling the soil above the line of the water surface of the small river is not taken into account. At the same time, the coastline, due to erosion, can differently defend in height from the water edge. Therefore, geodetic reference to the coastline gives high errors.
Технический результат - снижение трудоемкости измерений при измерениях только высоты расположения точек взятия проб почвы и повышение точности сопоставления высоты над урезом воды с измеренными концентрациями биохимических веществ в почве, а также повышение функциональных возможностей дистанционного зондирования высоты расположения характерных точек рельефа прибрежной зоны малой реки для проведения расчетов по результатов биохимического анализа по заранее исследованному по прототипу месту на прибрежной территории и ориентировочно даже на всей территории водосборного бассейна малой реки.The technical result is a reduction in the complexity of measurements when measuring only the height of the location of sampling points and increasing the accuracy of comparing the height above the water edge with the measured concentrations of biochemical substances in the soil, as well as increasing the functionality of remote sensing of the height of the characteristic elevation points of the coastal zone of a small river for calculations according to the results of biochemical analysis according to a previously investigated prototype place on the coastal territory and approximately but even in the whole catchment area of the small river.
Этот технический результат достигается тем, что способ взятия пробы почвы для агрохимического анализа по высоте ее расположения над урезом воды малой реки, включающий определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на исследуемой территории, причем отбор проб проводят с учетом вертикальной структуры, неоднородности покрова почвы, рельефа и климата местности, пробы отбирают с глубины от 0 до 5 см, вертикальную структуру почвенного покрова принимают с каждой стороны малой реки в отдельности, с учетом неоднородности покрова почвы и прибрежного рельефа у малой реки или ее притока, до агрохимического анализа из проб почвы удаляют корни травяных растений, а по результатам агрохимического анализа проб почвы проводят статистическое моделирование для выявления устойчивых биотехнических закономерностей, согласно изобретению на выбранном месте по точкам взятия проб почвы, расположенных на характерных местах рельефа, измеряют высоты этих точек над урезом воды малой реки или его притока, затем берут пробы почвы и проводят агрохимический анализ и статистическое моделирование данных измерений идентификацией биотехнических волновых закономерностей влияния высоты расположения точки взятия пробы над линией уреза водной поверхности малой реки или ее притока на агрохимические показатели, после этого на других местах на водосборе малой реки или ее притока измеряют высоты расположения характерных точек рельефа без взятия пробы почвы, а затем по выявленным на экспериментальном участке биотехническим закономерностям выполняют расчеты ориентировочного содержания биохимических веществ в почвенной слое 0-5 см на любом участке водосбора малой реки или ее притока, на которых были измерены высоты расположения характерных точек рельефа.This technical result is achieved by the fact that the method of taking soil samples for agrochemical analysis by the height of its location above the water edge of a small river, including determining the location, frequency, and duration of soil sampling in the study area, the sampling being carried out taking into account the vertical structure, heterogeneity of the soil cover , terrain and climate, samples are taken from a depth of 0 to 5 cm, the vertical structure of the soil cover is taken on each side of the small river separately, taking into account the heterogeneity of the soil cover and the coastal topography of a small river or its tributary, the roots of grass plants are removed from soil samples before an agrochemical analysis, and according to the results of an agrochemical analysis of soil samples, statistical modeling is carried out to identify stable biotechnical patterns according to the invention at a selected location from the soil sampling points located on characteristic places of the relief, measure the heights of these points above the water edge of a small river or its tributary, then take soil samples and conduct an agrochemical analysis and statistical models identification of biotechnological wave patterns of the influence of the height of the sampling point above the water line of the small river or its tributary on the agrochemical parameters, then at other places on the catchment of the small river or its tributary the heights of the characteristic relief points are measured without taking a soil sample, and then, based on the biotechnological patterns identified in the experimental plot, calculations of the estimated content of biochemical substances in the soil layer 0-5 are performed cm in any section of the catchment of a small river or its tributary, at which heights of the location of characteristic points of the relief were measured.
Место взятия не менее 30 проб намечают в водоохраной зоне малой реки на стороне с сельхозугодиями примерно в летнюю межень, а высоту расположения каждой пробы над урезом поверхности воды малой реки или ее притока измеряют геодезическими приборами.A place of sampling of at least 30 samples is planned in the water protection zone of the small river on the side with farmland at approximately summer low water, and the height of each sample above the edge of the surface of the water of the small river or its tributary is measured by geodetic instruments.
За характерные точки рельефа водосбора или части его территории принимают верхние точки выступов и нижние точки впадин на поверхности почвы, затем дистанционно, например, с помощью аэрофотосъемки, измеряют высоту расположения точек рельефа, произвольно взятых на характерных местах рельефа прибрежной территории или же участка территории водосборного бассейна малой реки или ее притока, при этом диапазон измеренных высот точек без взятия проб почвы должен находиться в интервале изменений этой же высоты по экспериментальному участку на территории водоохраной зоны малой реки ли ее притока.The characteristic points of the relief of the catchment or part of its territory are the upper points of the protrusions and the lower points of the depressions on the soil surface, then remotely, for example, using aerial photographs, measure the height of the location of the relief points arbitrarily taken on the characteristic relief sites of the coastal territory or the section of the catchment area a small river or its tributary, while the range of measured heights of the points without taking soil samples should be in the range of changes of the same height in the experimental section by t The territory of the water protection zone of a small river or its tributary.
При геодезической съемке на выбранном месте экспериментального участка в каждую характерную точку рельефа, после измерения высоты расположения над урезом воды, вбивают колышек с номером пробы, затем в этой точке около колышка вскрывают почвенный слой и берут пробу массой не менее 100 г из поверхностного слоя 0-5 см для последующего агрохимического анализа, при этом условный створ измерения каждой точки взятия пробы почвы визируют перпендикулярно линии уреза воды, что позволяет учитывать падение малой реки или ее притока.When surveying at a selected location of the experimental site, a peg with a sample number is driven into each characteristic point of the relief, after measuring the height above the water edge, then a soil layer is opened at the point near the peg and a sample weighing at least 100 g from the 0- surface layer is taken 5 cm for subsequent agrochemical analysis, while a conventional measurement target for each soil sampling point is sighted perpendicular to the water line, which allows for the fall of a small river or its influx.
Выбор места как экспериментального участка и точек взятия проб почвы на любом рельефе выполняют дистанционно, например, способами аэрофотосъемки, затем по карте из большого множества точек с измеренными высотами над урезом воды малой реки или ее притока намечают точки взятия проб почвы и по этой карте вручную берут пробы почвы для агрохимического анализа.The choice of a place as an experimental site and soil sampling points on any terrain is carried out remotely, for example, by aerial photography methods, then, using a map from a large number of points with measured heights above the edge of the water of a small river or its inflow, soil sampling points are indicated and this map is manually taken soil samples for agrochemical analysis.
После проведения агрохимического анализа и выявления биотехнических закономерностей по расчетным значениям агрохимических показателей строят карты распределения по каждому биохимическому веществу и кислотности для одного типа почвы, при условии фактической однотипности почвы на водосборе малой реки или ее притока на всей территории водосбора закладывают только одно экспериментальный участок в виде места для взятия проб почвы.After carrying out an agrochemical analysis and revealing biotechnological patterns from the calculated values of the agrochemical indicators, distribution maps for each biochemical substance and acidity for one soil type are constructed, provided that the soil is of the same type on the catchment of a small river or its inflow throughout the catchment area, only one experimental plot is laid out in the form places for taking soil samples.
Статистическое моделирование содержания по массовой доле химических веществ в зависимости от высоты пробы почвы над урезом малой реки или ее притока проводят для всех биохимических веществ почвы по общему уравнению волновой функции:Statistical modeling of the content by mass fraction of chemicals depending on the height of the soil sample above the edge of a small river or its inflow is carried out for all soil biochemical substances according to the general equation of the wave function:
yi=Aicos(πh/pi-a 8i),y i = A i cos (πh / p i - a 8i ),
где yi - изучаемый биохимический показатель по массовой доле нитрата азотного, фосфора, калия (мг/кг), а также и кислотности почвы;where y i is the studied biochemical indicator for the mass fraction of nitrate of nitrogen, phosphorus, potassium (mg / kg), as well as soil acidity;
h - высота расположения пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м;h - the height of the soil sample above the water edge of a small river or its tributary, m;
Ai - амплитуда (половина) колебания показателя, мг/кг;A i - the amplitude (half) of the fluctuation of the indicator, mg / kg;
pi - полупериод волны по высоте расположения точки взятия пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м,p i - the half-wave of the height of the point of sampling the soil above the water edge of a small river or its tributary, m,
i - номер составляющей общей статистической модели,i is the number of the component of the general statistical model,
a 1…a 8 - параметры модели, вычисляемые по экспериментальным данным измерений высоты и массовой доли химических веществ. a 1 ... a 8 - model parameters calculated from the experimental data of measurements of the height and mass fraction of chemicals.
Сущность технического решения заключается в том, что при применении способа выполняется в четыре этапа:The essence of the technical solution lies in the fact that when applying the method is performed in four stages:
на первом этапе проводятся измерения высоты по тем точкам (не менее 30 примерно в летнюю межень) взятия проб почвы, которые расположены на характерных местах рельефа прибрежной зоны или местах на водосборе малой реки или ее притока;at the first stage, height measurements are taken at those points (at least 30 at approximately the summer low water) of soil sampling, which are located at characteristic places on the relief of the coastal zone or places on the catchment of a small river or its tributary;
на втором этапе проводится агрохимический анализ и статистическое моделирование идентификацией биотехнических волновых закономерностей влияния высоты расположения точек взятия пробы над линией уреза водной поверхности малой реки или ее притока на агрохимические показатели;at the second stage, an agrochemical analysis and statistical modeling are carried out by identifying biotechnological wave patterns of the influence of the height of the sampling points above the line of the water surface of a small river or its influx on agrochemical indicators;
на третьем этапе дистанционно, например, с помощью аэрофотосъемки, измеряют высоту расположения произвольно взятых на характерных местах рельефа прибрежной территории или же участка территории водосборного бассейна малой реки или ее притока, при этом диапазон измеренных высот точек без взятия проб почвы должен находиться в интервале изменении этой же высоты по экспериментальному участку;at the third stage, remotely, for example, using aerial photography, they measure the height of the location of the coastal territory or the tributary of the small river or its tributary, arbitrarily taken at characteristic relief sites, while the range of measured point heights without taking soil samples should be in the range of this the same height in the experimental section;
на четвертом этапе по выявленным на экспериментальном участке биотехническим закономерностям выполняются расчеты в Excel ориентировочного содержания биохимических веществ в почвенной слое 0-5 см на любом участке водосбора малой реки или ее притока.at the fourth stage, according to the biotechnical patterns identified in the experimental section, the calculations are performed in Excel of the estimated content of biochemical substances in the soil layer 0-5 cm in any section of the catchment area of a small river or its tributary.
Сущность технического решения заключается также в том, что биотехническая закономерность влияния высоты расположения точек взятия проб почвы в поверхностном слое 0-5 см на концентрацию биохимических веществ в нем не зависит от координатной сетки, то есть не зависит от расстояний вдоль и поперек русла малой реки или ее притока; по-видимому, содержание биохимических веществ, при одной и той же высоте взятия пробы почвы над урезом воды, зависит только от типа почвы.The essence of the technical solution also lies in the fact that the biotechnological regularity of the influence of the height of the soil sampling points in the 0-5 cm surface layer on the concentration of biochemical substances in it does not depend on the coordinate grid, that is, does not depend on the distances along and across the channel of a small river or its tributary; apparently, the content of biochemical substances, at the same height of soil sampling above the water edge, depends only on the type of soil.
Положительный эффект достигается тем, что измеряют только одну влияющую переменную - высоту точки взятия пробы почвы над урезом малой реки. Это значительно снижает трудоемкость измерений, так как теодолитом можно измерять с погрешностью не более ±0.5 см высоту расположения точек на характерных местах рельефа для взятия проб почвы. При этом за характерные места рельефа естественного происхождения принимают нижние точки впадин и высшие точки выступов. При геодезической съемке в каждую характерную точку рельефа, после измерения высоты расположения над урезом воды, вбивают колышек с номером пробы. Затем в этой точке около колышка вскрывают почвенный слой и берут пробу не менее 100 г из поверхностного слоя 0-5 см для последующего агрохимического анализа. При этом створ измерения каждой точки взятии пробы почвы визируют перпендикулярно линии уреза воды, что автоматически позволяет учитывать падение малой реки или ее притока.A positive effect is achieved by measuring only one influencing variable - the height of the point of sampling the soil above the edge of a small river. This significantly reduces the complexity of the measurements, since theodolite can be measured with an error of not more than ± 0.5 cm, the height of the points at the characteristic places of the relief for soil sampling. In this case, the lower points of the depressions and the highest points of the protrusions are taken as characteristic places of relief of natural origin. When surveying, at each characteristic point of the relief, after measuring the height above the water edge, a peg with a sample number is driven in. Then, at this point near the peg, the soil layer is opened and a sample of at least 100 g from the surface layer of 0-5 cm is taken for subsequent agrochemical analysis. At the same time, the target of measuring each point of sampling the soil is perpendicular to the water line, which automatically allows you to take into account the fall of a small river or its inflow.
Положительный эффект заключается также и в том, что выбор характерных мест и точек взятия проб почвы на любом рельефе можно выполнить дистанционно, например, способами аэрофотосъемки. Затем по карте намечаются точки взятия проб почвы и по этой карте вручную берут пробы почвы для агрохимического анализа.The positive effect also lies in the fact that the selection of characteristic places and points of soil sampling on any terrain can be performed remotely, for example, by aerial photography methods. Then, soil sampling points are marked on the map and soil samples are manually taken on this map for agrochemical analysis.
Положительный эффект заключается также и в том, что снижение трудоемкости происходит за счет определения расчетных агрохимических показателей и построения карты распределения биохимических веществ в одном типе почвы. И это позволяет на одном типе почвы на всей территории водосбора заложить только один экспериментальный участок.A positive effect also lies in the fact that the decrease in labor intensity occurs due to the determination of the calculated agrochemical indicators and the construction of a map of the distribution of biochemical substances in one type of soil. And this allows you to lay only one experimental site on one type of soil throughout the catchment area.
Новизна технического решения заключается в том, что впервые за базу привязки рельефа и растительности на ней принимается только высота расположения точек взятия проб почвы над линией уреза водной поверхности малой реки по отдельному берегу малой реки, например, в летнюю межень.The novelty of the technical solution lies in the fact that for the first time, the elevation and vegetation reference base on it is taken only as the height of the location of soil sampling points above the water line of the small river along a separate bank of the small river, for example, in the summer low-water season.
Новизна заключается еще и в том, что закономерности, полученные на одном участке рельефа прибрежной зоны ли же всего водосбора малой реки или ее притока, на котором были взяты и проведены агрохимических анализ проб почвы, распространяется по принципу суперпозиции природных законов и на другие участки рельефа, но с тем же типом почвенного слоя.The novelty also lies in the fact that the patterns obtained on one site of the relief of the coastal zone, whether the entire catchment area of a small river or its tributary, on which agrochemical analysis of soil samples were taken and carried out, extends by the principle of superposition of natural laws to other parts of the relief, but with the same type of soil layer.
Предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и значительным положительным эффектом. Материалов, порочащих новизну технического решения, нами не обнаружено.The proposed technical solution has significant features, novelty and a significant positive effect. We have not found any materials discrediting the novelty of the technical solution.
На фиг. 1 приведена карта-схема расположения точек на экспериментальном участке, расположенной в водоохраной зоне малой реки со стороны сельскохозяйственных угодий с отображением точек взятия проб почвы; на фиг. 2 показан пространственный график изменения высоты расположения точек взятия проб почвы над урезом поверхности воды малой реки; на фиг. 3 показаны графики составляющих и общей модели с остатками влияния высоты над урезом воды на массовую долю нитрата азота (по вычислительным возможностям программной среды CurveExpert); на фиг. 4 - то же на фиг. 3 по фосфору; на фиг. 5 - то же на фиг. 3 по калию; на фиг. 6 - то же на фиг. 3 по кислотности.In FIG. 1 shows a map diagram of the location of points on an experimental site located in the water protection zone of a small river on the part of agricultural land with the display of points for taking soil samples; in FIG. 2 shows a spatial graph of the change in the height of the points of sampling soil above the edge of the surface of the water of a small river; in FIG. Figure 3 shows the graphs of the components and the general model with the residual effects of the height above the water edge on the mass fraction of nitrogen nitrate (according to the computational capabilities of the CurveExpert software environment); in FIG. 4 - the same in FIG. 3 on phosphorus; in FIG. 5 - the same in FIG. 3 for potassium; in FIG. 6 - the same in FIG. 3 on acidity.
Способ взятия пробы почвы для агрохимического анализа по высоте ее расположения над урезом воды малой реки в общем случае включает следующие действия.The method of sampling soil for agrochemical analysis by the height of its location above the water edge of a small river in the general case includes the following actions.
На выбранном месте по точкам взятия проб почвы, расположенных на характерных местах рельефа, измеряют высоты этих точек над урезом воды малой реки или его притока. Затем берут пробы почвы и проводят агрохимический анализ и статистическое моделирование данных измерений идентификацией биотехнических волновых закономерностей влияния высоты расположения точки взятия пробы над линией уреза водной поверхности малой реки или ее притока на агрохимические показатели. После этого на других местах на водосборе малой реки или ее притока измеряют высоты расположения характерных точек рельефа без взятия пробы почвы. А затем по выявленным на экспериментальном участке биотехническим закономерностям выполняют расчеты ориентировочного содержания биохимических веществ в почвенной слое 0-5 см на любом участке водосбора малой реки или ее притока, на которых были измерены высоты расположения характерных точек рельефа.At the selected location, by the points of sampling the soil located on the characteristic places of the relief, the heights of these points are measured above the edge of the water of a small river or its tributary. Then, soil samples are taken and agrochemical analysis and statistical modeling of the measurement data are carried out by identifying the biotechnological wave patterns of the influence of the height of the sampling point above the water line of the small river or its influx on agrochemical indicators. After that, at other places on the catchment of a small river or its tributary, the heights of the characteristic points of the relief are measured without taking a soil sample. And then, based on the biotechnical patterns identified in the experimental plot, calculations of the estimated content of biochemical substances in the soil layer of 0-5 cm are performed on any section of the catchment area of a small river or its tributary, at which heights of the location of characteristic relief points were measured.
Место взятия не менее 30 проб намечают в водоохраной зоне малой реки на стороне с сельхозугодиями примерно в летнюю межень, а высоту расположения каждой пробы над урезом поверхности воды малой реки или ее притока измеряют геодезическими приборами.A place of sampling of at least 30 samples is planned in the water protection zone of the small river on the side with farmland at approximately summer low water, and the height of each sample above the edge of the surface of the water of the small river or its tributary is measured by geodetic instruments.
За характерные точки рельефа водосбора или части его территории принимают верхние точки выступов и нижние точки впадин на поверхности почвы, затем дистанционно, например, с помощью аэрофотосъемки, измеряют высоту расположения точек рельефа, произвольно взятых на характерных местах рельефа прибрежной территории или же участка территории водосборного бассейна малой реки или ее притока, при этом диапазон измеренных высот точек без взятия проб почвы должен находиться в интервале изменении этой же высоты по экспериментальному участку на территории водоохраной зоны малой реки ли ее притока.The characteristic points of the relief of the catchment or part of its territory are the upper points of the protrusions and the lower points of the depressions on the soil surface, then remotely, for example, using aerial photographs, measure the height of the location of the relief points arbitrarily taken on the characteristic relief sites of the coastal territory or the section of the catchment area a small river or its tributary, while the range of measured heights of points without taking soil samples should be in the range of variation of the same height in the experimental section by t The territory of the water protection zone of a small river or its tributary.
При геодезической съемке на выбранном месте экспериментального участка в каждую характерную точку рельефа, после измерения высоты расположения над урезом воды, вбивают колышек с номером пробы, затем в этой точке около колышка вскрывают почвенный слой и берут пробу массой не менее 100 г из поверхностного слоя 0-5 см для последующего агрохимического анализа, при этом условный створ измерения каждой точки взятия пробы почвы визируют перпендикулярно линии уреза воды, что позволяет учитывать падение малой реки или ее притока.When surveying at a selected location of the experimental site, a peg with a sample number is driven into each characteristic point of the relief, after measuring the height above the water edge, then a soil layer is opened at the point near the peg and a sample weighing at least 100 g from the 0- surface layer is taken 5 cm for subsequent agrochemical analysis, while a conventional measurement target for each soil sampling point is sighted perpendicular to the water line, which allows for the fall of a small river or its influx.
Выбор места как экспериментального участка и точек взятия проб почвы на любом рельефе выполняют дистанционно, например, способами аэрофотосъемки, затем по карте из большого множества точек с измеренными высотами над урезом воды малой реки или ее притока намечают точки взятия проб почвы и по этой карте вручную берут пробы почвы для агрохимического анализа.The choice of a place as an experimental site and soil sampling points on any terrain is carried out remotely, for example, by aerial photography methods, then, using a map from a large number of points with measured heights above the edge of the water of a small river or its inflow, soil sampling points are indicated and this map is manually taken soil samples for agrochemical analysis.
После проведения агрохимического анализа и выявления биотехнических закономерностей по расчетным значениям агрохимических показателей строят карты распределения по каждому биохимическому веществу и кислотности для одного типа почвы, при условии фактической однотипности почвы на водосборе малой реки или ее притока на всей территории водосбора закладывают только одно экспериментальный участок в виде места для взятия проб почвы.After carrying out an agrochemical analysis and revealing biotechnological patterns from the calculated values of the agrochemical indicators, distribution maps for each biochemical substance and acidity for one soil type are constructed, provided that the soil is of the same type on the catchment of a small river or its inflow throughout the catchment area, only one experimental plot is laid out in the form places for taking soil samples.
Статистическое моделирование содержания по массовой доле химических веществ в зависимости от высоты пробы почвы над урезом малой реки или ее притока проводят для всех биохимических веществ почвы по общему уравнению волновой функции:Statistical modeling of the content by mass fraction of chemicals depending on the height of the soil sample above the edge of a small river or its inflow is carried out for all soil biochemical substances according to the general equation of the wave function:
yi=Aicos(πh/pi-a 8i),y i = A i cos (πh / p i - a 8i ),
где yi - изучаемый биохимический показатель по массовой доле нитрата азотного, фосфора, калия (мг/кг), а также и кислотности почвы;where y i is the studied biochemical indicator for the mass fraction of nitrate of nitrogen, phosphorus, potassium (mg / kg), as well as soil acidity;
h - высота расположения пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м;h - the height of the soil sample above the water edge of a small river or its tributary, m;
Ai - амплитуда (половина) колебания показателя, мг/кг;A i - the amplitude (half) of the fluctuation of the indicator, mg / kg;
pi - полупериод волны по высоте расположения точки взятия пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м,p i - the half-wave of the height of the point of sampling the soil above the water edge of a small river or its tributary, m,
i - номер составляющей общей статистической модели,i is the number of the component of the general statistical model,
a 1…a 8 - параметры модели, вычисляемые по экспериментальным данным измерений высоты и массовой доли химических веществ. a 1 ... a 8 - model parameters calculated from the experimental data of measurements of the height and mass fraction of chemicals.
Способ взятия пробы почвы для агрохимического анализа по высоте ее расположения над урезом воды малой реки, например на участке водоохраной зоны малой реки со стороны сельскохозяйственных угодий с закладкой створов измерений для сокращения времени геодезических измерений в каждой точке, включает следующие действия.The method of sampling soil for agrochemical analysis by the height of its location above the water edge of a small river, for example, on a plot of a water protection zone of a small river on the side of agricultural land with laying of measurement targets to reduce the time of geodetic measurements at each point, includes the following steps.
По карте местности или по аэрокосмическим снимкам, с учетом точечных, линейных или площадных источников загрязнения, выбирают территорию между руслом малой реки и сельхозугодиями. На местности проводят геодезическую привязку изучаемой территории и определяют координатную сетку площадок для отбора проб почвы.On the map of the area or on aerospace images, taking into account point, linear or area sources of pollution, choose the territory between the channel of the small river and farmland. On the ground, a geodetic reference of the study area is carried out and the coordinate grid of the sites for sampling the soil is determined.
Затем определяют места вдоль реки по ее сторонам с наличием сельхозугодий, например пашни за границей водоохраной зоны малой реки. При этом это место может быть с травяным покровом любого качества (он может быть не пригодным для сенокоса или пастбища). Главное, чтобы не было вмешательства человека, то есть место для закладки координатной сетки должно быть без тропинок и других воздействий человеком, нарушений почвенного слоя автомобилями и бульдозерами и пр. После этого определяют частоту, длительность отбора проб почвы по координатной сетке, указывая номера и координаты точек взятия проб почвы,Then determine the places along the river along its sides with the presence of farmland, for example, arable land outside the water protection zone of a small river. Moreover, this place may be of any quality with grass cover (it may not be suitable for hayfields or pastures). The main thing is that there is no human intervention, that is, the place for laying the coordinate grid should be without paths and other human influences, soil disturbances by cars and bulldozers, etc. After that, determine the frequency, duration of soil sampling on the coordinate grid, indicating numbers and coordinates soil sampling points,
На выбранном месте по точкам взятия проб почвы, расположенных на характерных местах рельефа, измеряют высоты этих точек над урезом воды малой реки или его притока. Затем берут пробы почвы и проводят агрохимический анализ и статистическое моделирование данных измерений идентификацией биотехнических волновых закономерностей влияния высоты расположения точки взятия пробы над линией уреза водной поверхности малой реки или ее притока на агрохимические показатели. После этого на других местах на водосборе малой реки или ее притока измеряют высоты расположения характерных точек рельефа без взятия пробы почвы. А затем по выявленным на экспериментальном участке биотехническим закономерностям выполняют расчеты ориентировочного содержания биохимических веществ в почвенной слое 0-5 см на любом участке водосбора малой реки или ее притока, на которых были измерены высоты расположения характерных точек рельефа.At the selected location, by the points of sampling the soil located on the characteristic places of the relief, the heights of these points are measured above the edge of the water of a small river or its tributary. Then, soil samples are taken and agrochemical analysis and statistical modeling of the measurement data are carried out by identifying the biotechnological wave patterns of the influence of the height of the sampling point above the water line of the small river or its influx on agrochemical indicators. After that, at other places on the catchment of a small river or its tributary, the heights of the characteristic points of the relief are measured without taking a soil sample. And then, based on the biotechnical patterns identified in the experimental plot, calculations of the estimated content of biochemical substances in the soil layer of 0-5 cm are performed on any section of the catchment area of a small river or its tributary, at which heights of the location of characteristic relief points were measured.
Место взятия не менее 30 проб намечают в водоохраной зоне малой реки на стороне с сельхозугодиями примерно в летнюю межень, а высоту расположения каждой пробы над урезом поверхности воды малой реки или ее притока измеряют геодезическими приборами.A place of sampling of at least 30 samples is planned in the water protection zone of the small river on the side with farmland at approximately summer low water, and the height of each sample above the edge of the surface of the water of the small river or its tributary is measured by geodetic instruments.
За характерные точки рельефа водосбора или части его территории принимают верхние точки выступов и нижние точки впадин на поверхности почвы, затем дистанционно, например, с помощью аэрофотосъемки, измеряют высоту расположения точек рельефа, произвольно взятых на характерных местах рельефа прибрежной территории или же участка территории водосборного бассейна малой реки или ее притока, при этом диапазон измеренных высот точек без взятия проб почвы должен находиться в интервале изменении этой же высоты по экспериментальному участку на территории водоохраной зоны малой реки ли ее притока.The characteristic points of the relief of the catchment or part of its territory are the upper points of the protrusions and the lower points of the depressions on the soil surface, then remotely, for example, using aerial photographs, measure the height of the location of the relief points arbitrarily taken on the characteristic relief sites of the coastal territory or the section of the catchment area a small river or its tributary, while the range of measured heights of points without taking soil samples should be in the range of variation of the same height in the experimental section by t The territory of the water protection zone of a small river or its tributary.
При геодезической съемке на выбранном месте экспериментального участка в каждую характерную точку рельефа, после измерения высоты расположения над урезом воды, вбивают колышек с номером пробы, затем в этой точке около колышка вскрывают почвенный слой и берут пробу массой не менее 100 г из поверхностного слоя 0-5 см для последующего агрохимического анализа, при этом условный створ измерения каждой точки взятия пробы почвы визируют перпендикулярно линии уреза воды, что позволяет учитывать падение малой реки или ее притока.When surveying at a selected location of the experimental site, a peg with a sample number is driven into each characteristic point of the relief, after measuring the height above the water edge, then a soil layer is opened at the point near the peg and a sample weighing at least 100 g from the 0- surface layer is taken 5 cm for subsequent agrochemical analysis, while a conventional measurement target for each soil sampling point is sighted perpendicular to the water line, which allows for the fall of a small river or its influx.
Статистическое моделирование содержания по массовой доле химических веществ в зависимости от высоты пробы почвы над урезом малой реки или ее притока проводят для всех биохимических веществ почвы по общему уравнению волновой функции:Statistical modeling of the content by mass fraction of chemicals depending on the height of the soil sample above the edge of a small river or its inflow is carried out for all soil biochemical substances according to the general equation of the wave function:
yi=Aicos(πh/pi-a 8i),y i = A i cos (πh / p i - a 8i ),
где yi - изучаемый биохимический показатель по массовой доле нитрата азотного, фосфора, калия (мг/кг), а также и кислотности почвы;where y i is the studied biochemical indicator for the mass fraction of nitrate of nitrogen, phosphorus, potassium (mg / kg), as well as soil acidity;
h - высота расположения пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м;h - the height of the soil sample above the water edge of a small river or its tributary, m;
Ai - амплитуда (половина) колебания показателя, мг/кг;A i - the amplitude (half) of the fluctuation of the indicator, mg / kg;
pi - полупериод волны по высоте расположения точки взятия пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м,p i - the half-wave of the height of the point of sampling the soil above the water edge of a small river or its tributary, m,
i - номер составляющей общей статистической модели,i is the number of the component of the general statistical model,
a 1…a 8 - параметры модели, вычисляемые по экспериментальным данным измерений высоты и массовой доли химических веществ. a 1 ... a 8 - model parameters calculated from the experimental data of measurements of the height and mass fraction of chemicals.
Пример. Эксперименты были проведены летом 2013 года. Река Пез находится в Волжском районе, в юго-восточной части Республики Марий Эл. Высоты точек взятия проб почвы измерялись нивелиром.Example. The experiments were conducted in the summer of 2013. The Pez River is located in the Volga region, in the southeastern part of the Republic of Mari El. The heights of the soil sampling points were measured with a level.
Для изучения прибрежного рельефа были взяты три створа перпендикулярно р. Пез (с левой стороны берега) (фиг. 1), на котором после водоохраной зоны располагается пашня. По рельефу было выбраны створы так, что они расположены в 350-400 метрах друг от друга. Длина каждого створа примерно равна 100 м.To study the coastal relief, three sections were taken perpendicular to the river. Pez (on the left side of the coast) (Fig. 1), on which arable land is located after the water protection zone. Sections were chosen according to the relief so that they are located 350-400 meters from each other. The length of each alignment is approximately equal to 100 m.
Начиная со стороны реки, через каждые 10 м створа вбивали 10 пронумерованных колышков. Около каждого колышка лопатой убираем растительный покров и в слое 0-5 см берем пробы почвы более 100 г. Затем укладывали пробу почвы в полиэтиленовый пакет. Из одного створа измерений брали 10 проб, а всего на площадке 30 по всей координатной сетке.Starting from the river side, 10 numbered pegs were driven in every 10 meters of the gauge. We remove the vegetation cover near each peg with a shovel and in a layer of 0-5 cm we take soil samples of more than 100 g. Then we put the soil sample in a plastic bag. 10 samples were taken from one measuring site, and a total of 30 at the site along the entire coordinate grid.
Исходные данные для статистического моделирования. После все пакетики отправляли на ФГБУ Станцию агрохимической службы «Марийская» Минсельхоза РФ для изучения химического состава. В соответствии с ГОСТ (табл. 1) агрохимическим анализом определяли подвижный азот, подвижный калий и фосфор, а также водную кислотность почвенной пробы.Initial data for statistical modeling. After all the bags were sent to the FSBI Station of the Agrochemical Service "Mari" of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation to study the chemical composition. In accordance with GOST (Table 1), mobile nitrogen, mobile potassium and phosphorus, as well as aqueous acidity of the soil sample were determined by agrochemical analysis.
Первая точка располагается на высоте 1.10, 3.20 и 2.32 м от уреза воды.The first point is located at a height of 1.10, 3.20 and 2.32 m from the water edge.
Из графика на фигуре 2 видно, что наибольшую соразмерность имеет с двумя расстояниями высота точки взятия пробы почвы над урезом воды. Поэтому высота точки взятия пробы почвы определяет длину транспортирования воды к растениям в данной точке от потоков воды малой реки.From the graph in figure 2 shows that the greatest proportionality is with two distances the height of the point of sampling soil above the water edge. Therefore, the height of the soil sampling point determines the length of water transportation to the plants at a given point from the water flows of a small river.
Вейвлет-сигнал. Моделирование содержание химического вещества проводили общей многочленной формулойWavelet signal. Simulation of the chemical content was carried out by the general polynomial formula
где yi - изучаемый биохимический показатель по массовой доле нитрата азотного, фосфора, калия (мг/кг), а также и кислотности почвы;where y i is the studied biochemical indicator for the mass fraction of nitrate of nitrogen, phosphorus, potassium (mg / kg), as well as soil acidity;
h - высота расположения пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м;h - the height of the soil sample above the water edge of a small river or its tributary, m;
Ai - амплитуда (половина) колебания показателя, мг/кг;A i - the amplitude (half) of the fluctuation of the indicator, mg / kg;
pi - полупериод волны по высоте расположения точки взятия пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м,p i - the half-wave of the height of the point of sampling the soil above the water edge of a small river or its tributary, m,
i - номер составляющей общей статистической модели,i is the number of the component of the general statistical model,
a 1…a 8 - параметры модели, вычисляемые по экспериментальным данным измерений высоты и массовой доли химических веществ по экспериментальным данным измерений таблицы 1 в программной среде CurveExpert (URL: http://www.curveexpert.net/). a 1 ... a 8 - model parameters calculated from the experimental data of measurements of the height and mass fraction of chemicals according to the experimental measurement data of table 1 in the CurveExpert software environment (URL: http://www.curveexpert.net/).
По формуле (1) с двумя фундаментальными физическими постоянными е (число Непера или число времени) и π (число Архимеда или число пространства) образуется изнутри изучаемого явления и/или процесса квантованный вейвлет-сигнал. Понятие асимметричного вейвлет-сигнала позволяет абстрагироваться от физического смысла рядов чисел. При этом рассматривается только аддитивное разложение изучаемого процесса.According to formula (1) with two fundamental physical constants e (Napier number or time number) and π (Archimedes number or space number), a quantized wavelet signal is formed from the inside of the studied phenomenon and / or process. The concept of an asymmetric wavelet signal allows us to abstract from the physical meaning of a series of numbers. In this case, only the additive decomposition of the process under study is considered.
Нитратный азот. По возможностям программной среды было получено шестичленное уравнение (фиг. 3) видаNitrate nitrogen. According to the capabilities of the software environment, a six-membered equation (Fig. 3) of the form
y1=398,47020ехр(-0,82331h), y2=-503,29439h0,21869exp(-1,04303h),y 1 = 398.47020 exp (-0.82331h), y 2 = -503.29439h 0.21869 exp (-1.04303h),
y3=A1cos(πh/p1-0,24868), A1=1,29257·107h2,30785exp(-14,92585h0,14012),y 3 = A 1 cos (πh / p 1 -0.24868), A 1 = 1.29257 · 10 7 h 2.30785 exp (-14.92585h 0.14012 ),
p1=0.14361+0,056317h1,18517, y4=A2cos(πh/p2-1,06291),p 1 = 0.14361 + 0.056317h 1.18517 , y 4 = A 2 cos (πh / p 2 -1.06291),
А2=2,06386·107h22,05577ехр(-15,36661h0,89327), р2=0,21967-0,043229h0,25883,A 2 = 2.06386 · 10 7 h 22.05577 exp (-15.36661h 0.89327 ), p 2 = 0.21967-0.043229h 0.25883 ,
y5=A3cos(πh/p3-2,50356), А3=8,19805·107h22,11615exp(-27,83603h0,39799),y 5 = A 3 cos (πh / p 3 -2.50356), A 3 = 8.19805 · 10 7 h 22.11615 exp (-27.83603h 0.39799 ),
p3=0.014713+0,015738h1,06355.p 3 = 0.014713 + 0.015738h 1.06355 .
Как видно из данных таблицы 2 компактной записи параметров модели, всего образовалось 8 членов.As can be seen from the data in table 2 of the compact recording of the model parameters, a total of 8 members were formed.
Остатки после 8-го члена сравнимы с погрешностью измерений.Residues after the 8th term are comparable with the measurement error.
Подвижный фосфор. По этому химическому веществу также была получена (фиг. 4) модель видаMobile phosphorus. A model of the form was also obtained from this chemical substance (Fig. 4)
y1=118,84294ехр(0,0023585h),y 1 = 118.84294 exp (0.0023585h),
y2=-8,11063·106h12,87415ехр(-17,57830h0,37127),y 2 = -8.1106310 6 h 12.87415 exp (-17.57830h 0.37127 ),
A1=1,35577·10-149h220,75867ехр(-16,72462h), p1=0.19655+0,0057109h1,40373,A 1 = 1.3557710 -149 h 220.75867 exp (-16.72462h), p 1 = 0.19655 + 0.0057109h 1.40373 ,
y4=A2cos(πh/p2+0,0084877), A2=27,65550ехр(0,10027h0,78589),y 4 = A 2 cos (πh / p 2 +0.0084877), A 2 = 27.65550 exp (0.10027h 0.78589 ),
p2=-0,076555+0,77016h0,41275, y5=A3cos(πh/p3-0,85366),p 2 = -0.076555 + 0.77016h 0.41275 , y 5 = A 3 cos (πh / p 3 -0.85366),
A3=1,14593·105h24,19276exp(-11,85539h), p3=0.19210.A 3 = 1.14593 · 10 5 h 24.19276 exp (-11.85539h), p 3 = 0.19210.
Все члены общей модели приведены в таблице 3.All members of the general model are shown in table 3.
Таким образом, видно, что распределение фосфора сложнее (15 членов больше 8) по сравнению с нитратом азота.Thus, it is seen that the distribution of phosphorus is more complicated (15 members more than 8) compared with nitrogen nitrate.
Подвижный калий. Для этого химического вещества в пробах почвы также было получено семь членов (фиг. 5) по общей формулеMobile potassium. For this chemical in soil samples, seven members were also obtained (Fig. 5) by the general formula
y1=0,10636ехр(7,04531h0,026412),y 1 = 0.10636exp (7.04531h 0.026412 ),
y2=-56678471,0h7,21246ехр(-21,66838h0,15488),y 2 = -56678471.0h 7.21246 exp (-21.66838h 0.15488 ),
y3=A1cos(πh/p1-1,42317), A1=20093796,0h21,63587ехр(-12,34001h),y 3 = A 1 cos (πh / p 1 -1.42317), A 1 = 20093796.0h 21.63587 exp (-12.34001h),
p1=0.011130+0,030802h0,97514, y4=A2cos(πh/p2-4,97978),p 1 = 0.011130 + 0.030802h 0.97514 , y 4 = A 2 cos (πh / p 2 -4.97978),
A2=1,16870·10-147h166,20567ехр(-0,016924h3,36467), p2=1,12640,A 2 = 1.16870 · 10 -147 h 166.20567 exp (-0.016924h 3.36467 ), p 2 = 1.12640,
y5=A3cos(πh/p3), A3=1,22669·108h43,83916ехр(-21,18065h),y 5 = A 3 cos (πh / p 3 ), A 3 = 1.22669 · 10 8 h 43.83916 exp (-21.18065h),
p3=0.12528-0,010858h.p 3 = 0.12528-0.010858h.
Все полученные члены по параметрам приведены в таблице 4.All obtained members by parameters are shown in table 4.
Для всех трех биохимических веществ, а также для кислотности, было получено уравнение с пятью членами, из которых первые два относятся к тренду, а три последние - к волновым уравнениям.For all three biochemical substances, as well as for acidity, an equation with five terms was obtained, of which the first two relate to the trend, and the last three to wave equations.
При этом вне зависимости от количества условных створов измерений и расположения точек на этих условных створах (фиг. 1) влияние высоты над урезом воды будет одинаковым. Именно такая инвариантность к любой координатной сетке позволяет распространить результаты измерений и моделирования, выполненных на одном экспериментальном участке, на всю территорию водосбора малой реки или ее притока.In this case, regardless of the number of conditional sections of measurements and the location of points on these conditional sections (Fig. 1), the influence of the height above the water edge will be the same. It is such invariance to any coordinate grid that makes it possible to extend the results of measurements and simulations performed in one experimental section to the entire catchment area of a small river or its tributary.
До погрешности моделирования, примерно равной погрешности измерений, получились 12 составляющих общей статистической модели.Before the modeling error, approximately equal to the measurement error, 12 components of the general statistical model were obtained.
Водная кислотность. Это показатель (фиг. 6) определяется формулойWater acidity. This indicator (Fig. 6) is determined by the formula
y1=6,78429ехр(-0,014948h), y2=-0,0026911h8,34154ехр(-1,46875h),y 1 = 6.78429 exp (-0.014948h), y 2 = -0.0026911h 8.34154 exp (-1.46875h),
y3=A1cos(πh/p1+0,95696), A1=-0,00047458h124,65238ехр(-43,01808h0,98659),y 3 = A 1 cos (πh / p 1 +0.95696), A 1 = -0.00047458h 124.65238 exp (-43.01808h 0.98659 ),
p1=0.013634+0,023628h1,01995, y4=A2cos(πh/p2-0,43029),p 1 = 0.013634 + 0.023628h 1.01995 , y 4 = A 2 cos (πh / p 2 -0.43029),
A2=6,82774·10-16h20,46212exp(-1,33417h1,00356), p2=0,25240-5,65741·10-5h,A 2 = 6.82774 · 10 -16 h 20.46212 exp (-1.33417h 1.00356 ), p 2 = 0.25240-5.65741 · 10 -5 h,
y5=A3cos(πh/p3+5,26050356), A3=0,024383h1,15964,y 5 = A 3 cos (πh / p 3 + 5.26050356), A 3 = 0.024383h 1.15964 ,
p3=5.17275-2,39077h0,15518.p 3 = 5.17275-2.39077h 0.15518 .
Все члены модели, по параметрам в компактной записи в матричной форме, приведены в таблице 5.All members of the model, according to the parameters in compact recording in matrix form, are shown in table 5.
Частота колебаний изменения массовой доли химических питательных веществ показывает адаптивную способность почвы как живого организма (по Докучаеву) к внешним проявлениям со стороны растительного покрова. Даже без наличия травяного покрова в данной точке взятия пробы почвы наблюдается колебание каждого химического вещества и кислотности в зависимости только от одной влияющей переменной - высоты над урезом малой реки. Причем все эти колебания проявляются с переменными амплитудой и частотой (обратная величина от периода колебания).The frequency of fluctuations in the mass fraction of chemical nutrients shows the adaptive ability of the soil as a living organism (according to Dokuchaev) to external manifestations from the vegetation cover. Even without the presence of grass at a given point of sampling the soil, each chemical substance and acidity fluctuate depending on only one influencing variable - the height above the edge of a small river. Moreover, all these fluctuations are manifested with variable amplitude and frequency (reciprocal of the period of oscillation).
Предлагаемый способ позволяет исключить координатную сетку, привязанную по расстояниям вдоль реки и вдоль створов измерений к водной поверхности малой реки. Оказалось, что измерение высоты взятия каждой пробы почвы вполне достаточно для выявления статистических закономерностей с трендом и волновыми составляющими.The proposed method allows to exclude the coordinate grid, tied along the distances along the river and along the measurement courses to the water surface of a small river. It turned out that measuring the height of each soil sample is enough to identify statistical patterns with a trend and wave components.
Применение способа открывает возможности дистанционного зондирования высоты очень большого количества точек прибрежного ландшафта и затем, по сравнению с экспериментально измеренными на пробах почвы, причем на малой части точек агрохимических показателей, проводить расчет и построить карты распределения питательных биохимических веществ на всей территории водосбора малой реки или ее притока.The application of the method opens up the possibility of remote sensing the height of a very large number of points of the coastal landscape and then, in comparison with experimentally measured on soil samples, and on a small part of the points of agrochemical indicators, calculate and construct maps of the distribution of nutrient biochemical substances throughout the catchment area of a small river or its inflow.
Отсутствие координатной сетки позволяет любой массив данных сжать относительно влияния высоты над урезом воды. И этот способ можно будет проверять на других малых реках и водоемах. По-видимому, все закономерности будут подчиняться волновому уравнению (1).The absence of a coordinate grid allows you to compress any data array relative to the influence of the height above the water edge. And this method can be tested on other small rivers and reservoirs. Apparently, all the laws will obey wave equation (1).
Claims (7)
где yi - изучаемый биохимический показатель по массовой доле нитрата азотного, фосфора, калия (мг/кг), а также и кислотности почвы;
h - высота расположения пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м;
Ai - амплитуда (половина) колебания показателя, мг/кг;
pi - полупериод волны по высоте расположения точки взятия пробы почвы над урезом воды малой реки или ее притока, м,
i - номер составляющей общей статистической модели,
a 1 - a 8 - параметры модели, вычисляемые по экспериментальным данным измерений высоты и массовой доли химических веществ. 7. A method of sampling a soil for agrochemical analysis by the height of its location above the edge of a small river in accordance with claim 1, characterized in that the statistical modeling of the content by mass fraction of chemicals depending on the height of the soil sample above the edge of a small river or its influx is carried out for all biochemical substances of the soil according to the general equation of the wave function:
where y i is the studied biochemical indicator for the mass fraction of nitrate of nitrogen, phosphorus, potassium (mg / kg), as well as soil acidity;
h - the height of the soil sample above the water edge of a small river or its tributary, m;
A i - the amplitude (half) of the fluctuation of the indicator, mg / kg;
p i - the half-wave of the height of the point of sampling the soil above the water edge of a small river or its tributary, m,
i is the number of the component of the general statistical model,
a 1 - a 8 - model parameters calculated from the experimental data of measurements of the height and mass fraction of chemicals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014137284/13A RU2579508C1 (en) | 2014-09-15 | 2014-09-15 | Method of sampling for agrochemical analysis at the height of its location above small river water level |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014137284/13A RU2579508C1 (en) | 2014-09-15 | 2014-09-15 | Method of sampling for agrochemical analysis at the height of its location above small river water level |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2579508C1 true RU2579508C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014137284/13A RU2579508C1 (en) | 2014-09-15 | 2014-09-15 | Method of sampling for agrochemical analysis at the height of its location above small river water level |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2579508C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117825109A (en) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 辽宁嘉泽建设工程有限公司 | Water sampling device for comprehensive treatment of river channel |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1390563A1 (en) * | 1986-02-27 | 1988-04-23 | Биолого-почвенный институт Дальневосточного научного центра АН СССР | Method of assessing variation of humus in soil while preparing fields for use |
| RU94004566A (en) * | 1994-02-08 | 1996-09-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт удобрений и агропочвоведения им.Д.Н.Прянишникова | Agrochemical soil survey method |
| DE102007023334A1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Soil parameter determining method for testing and controlling e.g. nutrient stream in e.g. landspace, involves providing nodes with soil sensor, and transmitting information of nodes to receiving center above soil based on radio |
| RU2485499C2 (en) * | 2010-08-04 | 2013-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет | Method of sampling for soil analysis |
-
2014
- 2014-09-15 RU RU2014137284/13A patent/RU2579508C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1390563A1 (en) * | 1986-02-27 | 1988-04-23 | Биолого-почвенный институт Дальневосточного научного центра АН СССР | Method of assessing variation of humus in soil while preparing fields for use |
| RU94004566A (en) * | 1994-02-08 | 1996-09-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт удобрений и агропочвоведения им.Д.Н.Прянишникова | Agrochemical soil survey method |
| DE102007023334A1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Soil parameter determining method for testing and controlling e.g. nutrient stream in e.g. landspace, involves providing nodes with soil sensor, and transmitting information of nodes to receiving center above soil based on radio |
| RU2485499C2 (en) * | 2010-08-04 | 2013-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет | Method of sampling for soil analysis |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117825109A (en) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 辽宁嘉泽建设工程有限公司 | Water sampling device for comprehensive treatment of river channel |
| CN117825109B (en) * | 2024-03-06 | 2024-05-17 | 辽宁嘉泽建设工程有限公司 | Water sampling device for comprehensive treatment of river channel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schrön et al. | Improving calibration and validation of cosmic-ray neutron sensors in the light of spatial sensitivity | |
| López-Vicente et al. | Computing structural and functional flow and sediment connectivity with a new aggregated index: A case study in a large Mediterranean catchment | |
| Cammalleri et al. | Combined use of eddy covariance and sap flow techniques for partition of ET fluxes and water stress assessment in an irrigated olive orchard | |
| Trombetta et al. | Calibration of the AquaCrop model for winter wheat using MODIS LAI images | |
| RU2636225C2 (en) | Method for soil sampling for agrochemical analysis on distances along small river and transversly from water line | |
| Miller et al. | Comparison of spatial association approaches for landscape mapping of soil organic carbon stocks | |
| Narjary et al. | Digital mapping of soil salinity at various depths using an EM38 | |
| Davison et al. | The effect of leaf-on and leaf-off forest canopy conditions on LiDAR derived estimations of forest structural diversity | |
| Puertes et al. | Explaining the hydrological behaviour of facultative phreatophytes using a multi-variable and multi-objective modelling approach | |
| Tárník et al. | Analysis of the development of available soil water storage in the Nitra river catchment | |
| RU2579508C1 (en) | Method of sampling for agrochemical analysis at the height of its location above small river water level | |
| Wegehenkel | Validation of a soil water balance model using soil water content and pressure head data | |
| Lardo et al. | Electromagnetic induction (EMI) measurements as a proxy of earthworm presence in Southern French vineyards | |
| Reginatto et al. | SHALSTAB application to identify the susceptible areas of shallow landslides in Cunha river watershed, rio dos Cedros city, SC, Brazil | |
| Li et al. | Developing a USLE cover and management factor (C) for forested regions of southern China | |
| Li et al. | Improving prediction accuracy of soil water storage through reducing sampling frequency | |
| RU2532046C2 (en) | Method of biochemical analysis of soil samples at floodplain meadow of small river | |
| RU2556980C2 (en) | Method of environmental measurement of birch forest on fluctuating asymmetry of leaves | |
| Nguyen et al. | Evaluating topsoil salinity via geophysical methods in rice production systems in the Vietnam Mekong Delta | |
| RU2602208C2 (en) | Method of assessing species variety of grass based on presence of individual plants on sample sites of different sizes | |
| RU2485499C2 (en) | Method of sampling for soil analysis | |
| Mawdsley et al. | Hydrological change on Tebay common following fencing and tree planting: A preliminary dataset | |
| Madhibha | Assessment of above ground biomass with terrestrial lidar using 3D quantitative structure modelling in tropical rain forest of Ayer Hitam forest reserve, Malaysia | |
| Cassel et al. | Delocalization of salt solution in a semiarid farmland topsoil | |
| RU2577889C2 (en) | Method of analysis of species composition of meadow grasses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160916 |