Structure formation of moisture exchange in the aeration zone of an irrigated field in presence of a capillary fringe in soil thickness | Формирование структуры влагообмена зоны аэрации орошаемого поля в условиях присутствия капиллярной каймы в толще грунта

English. The research purpose is a scientific and technical basis of hydrologic balance constituents of an irrigated field in the particular case of the connection of an aquifer and aeration zone through a capillary fringe. The studies were carried out in one of the farms of the Bagaevsky district in the Rostov region in 2018 and 2019 at stationary and experimental plots. The climatic conditions of the research objects correspond to the semi-arid steppe zone, the soils are southern chernozems. As a result of processing the field test data calculated according to the radiation balance it has been found that for the conditions of the average dry year on the 20th of May if groundwater are at a depth of 1.0 m, the average daily water consumption is 6.5 mm, groundwater recharge is 2.9 mm; if groundwater are at a depth of 1.5 and 2 m these indices are 2 and 1.25 mm, respectively. For conditions of the year which is a moderate in terms of natural moisture deficit in the phase of the beginning of alfalfa flowering (in early June), the average daily water consumption is 5 mm, and groundwater recharge is 2.2; 1.38 and 0.81 mm at a depth of groundwater level of 1.0; 1.5 and 2 m, respectively. The values of water consumption are obtained from the heat balance equation of the active surface, the dynamics of moisture exchange elements in the aeration zone of an irrigated alfalfa field, there is given a comparative assessment of potential evaporation obtained by the methods of radiation balance (accuracy 0.89), N. N. Ivanov (accuracy 0.68) and the modified S. I. Kharchenko model (accuracy 0.88), with the corresponding mathematical treatment (coefficient of variation, dispersion, deviation) by the sum of accumulated effective temperatures compared with the actual data. As a reference method, the determining the potential evaporation values of agricultural crops by the radiation balance should be used; the implementation of the required modified S. I. Kharchenko model makes it possible to increase the accuracy of determining the desired value by 30% compared to the N. N. Ivanov determination model.

Russian. Цель работы - научно-техническое обоснование составляющих водного баланса орошаемого поля при частном случае соединения водоносного горизонта и зоны аэрации через капиллярную кайму. Исследования проводили в одном из хозяйств Багаевского района Ростовской области в 2018 и 2019 гг. на стационарных и опытных участках. Климатические условия объектов исследований соответствуют полузасушливой степной зоне, почвы – южные черноземы. В результате обработки данных полевого опыта, рассчитанных по радиационному балансу, установлено, что для условий среднесухого года в 20-х числах мая при залегании грунтовых вод– на глубине 1,0 м среднесуточное водопотребление составляет 6,5 мм, подпитка грунтовыми водами – 2,9 мм, а при глубине 1,5 и 2,0 м – соответственно 2,0 и 1,25 мм. Для условий года, среднего по дефициту естественного увлажнения, в фазе начала цветения люцерны (в первых числах июня) среднесуточное водопотребление составляет 5 мм, а подпитка грунтовыми водами 2,2; 1,38 и 0,81 мм при глубине залегания уровня грунтовых вод 1,0; 1,5 и 2,0 м соответственно. Получены значения водопотребления из уравнения теплового баланса деятельной поверхности, динамика элементов влагообмена в зоне аэрации орошаемого поля люцерны, дана сравнительная оценка испаряемости, полученной методами радиационного баланса (точность 0,89), Н. Н. Иванова (точность 0,68) и модифицированной модели С. И. Харченко (точность 0,88), с соответствующей математической обработкой (коэффициент вариации, дисперсия, отклонение) по сумме накопленных активных температур по сравнению с фактическими данными. В качестве эталонного метода следует использовать метод определения величин испаряемости с.-х. культур по радиационному балансу; реализация модифицированной модели по С. И. Харченко позволяет повысить точность определения искомой величины на 30% по сравнению с моделью определения по Н. Н. Иванову.