На сколько промерзает земля под снегом

На сколько промерзает земля под снегом

Промерзание почвы – распространение в почве в холодный период года нулевой и отрицательной температур.

Глубина промерзания зависит от типа почвы, от теплоемкости, теплопроводности и влажности почвы, от обработки почвы, от толщины снежного покрова и наличия растительности, предохраняющих почву от сильного выхолаживания.

Глубина промерзания является одним из важных факторов, определяющих условия перезимовки зимующих культур, а также определяющих сток талых вод в весенний период. В последнем случае глубина промерзания влияет на увлажнение почвы после схода снежного покрова. Глубокое промерзание препятствует проникновению талой воды в нижние слои почвы.

На территории нашей области промерзание почвы зимой, как правило, нарастает из месяца в месяц и достигает своего максимума в марте. В весенний период оттаивание почвы идет как с низу, так и с верху мерзлого слоя. В случае возврата холодов верхний талый слой может вновь замерзнуть и тогда на некоторой глубине образуется прослойка не замерзшей почвы.

Разнообразие форм рельефа, растительности, почвы на территории нашей области приводит к существенным различиям в глубине промерзания почвы. По многолетним данным почва промерзает в северо-западных районах области до 70 см, в лесостепных до 90-130 см, в южной половине области до 110-150 см. В малоснежные и очень морозные зимы почва промерзает до 170-250 см, а в теплые и снежные – до 50 см.

В северной половине области полное оттаивание почвы наблюдается в четвертой-пятой пятидневках апреля, а в южной – в последней пятидневке апреля – первой декаде мая. В отдельные годы полное оттаивание наступает в конце марта – начале апреля.

Вы можете разместить этот информер на свой сайт.

подробнее.

Об утеплении снегом

Я тут полазил по справочникам и нашел таблицу теплопроводности (назовем ее — Тпп) различных веществ (внизу). Так вот там написано, что Тпп свежего снега — 0,10—0,15 Вт/(м·K), а ЭППС (лучшего утеплителя для отмостки) — 0,025 (разница — всего в 4-6 раз).
Так вот я думаю, что отмостку можно не утеплять ЭППСами всякими, а просто набрасывать туда рыхлый снег после снегопадов. Причем — с набросом на дом, чтобы выше цоколя (на 0,5метра). Тогда вместо 20см обычного ППСа по vic_ag64 (Сибирь), и 7-8см. экструдированного ППС от спецов по утеплению для Питера (см. приложенный файл) можно/нужно положить туда снега всего 40-60см с тем же результатом.
Ну, или при наличии утепленной отмостки, обеспечивать снегом дополнительную теплоизоляцию.
А поскольку снега может нападать гораздо больше 40-60 см, то 1-1,5 метра легко можно подсыпать. Брать снег для подсыпки надо подальше от дома, метрах в полутора-двух — не ближе глубины промерзания, однако — не оголяя корни кустов и деревьев.
Хочу обратить внимание читателя, что утепление отмостки есть смысл делать только при постоянной жизни в доме зимой. При наездах же только на выходные — думаю, практически бессмысленно.
***
Вот еще информация от vic_ag64 о теплоизоляции снега:
Из Красноярской газеты:
«Снег способен выполнять роль одеяла. Опытами установлено. что под десятисантиметровым слоем снега температура, по сравнению с температурой снежной поверхности, выше на 7-10 градусов. Получается, что холодное, отражающее солнечные лучи белое покрывало — хороший теплоизолятор, надежная защита от холода. Под слоем снега суточные колебания температуры резко уменьшаются, скорость падения и нарастания ее снижается. Наблюдения показали, что в 30-градусный мороз при толщине снега 24-26 см температура почвы под снегом не опускается ниже минус 10 градусов, а на глубине 40 см — минус 5. Что же касается участков, где снега нет, то там температура на глубине достигает минус 21 градуса.»
От себя добавлю — думаю, что речь идет только о рыхлом снеге. Плотный, слежанный снег будет утеплять гораздо хуже.

***
Вот данные наблюдения за промерзанием за 25 лет (предположительно — МГУ):

Вывод: снежный покров снижает глубину промерзания в 2-10 раз. Думаю, что такая большая разница, кроме указанных в таблице причин, обусловлена еще количеством снега в самую стужу .
А вот подтверждающие данные от 4-х разных форумчан (первые три — Подмосковье):
А вот в Сибири (Омск):
Санкт-Петербург:
А вот информация от многих форумчан с юга Московоской обл.: зимой 2016-17 годов земля у нас вообще не промерзала. Снег лёг рано и его было много.
Добавлено 09.11.17г.:
Примечание:
Расчет глубины промерзания грунта с картой.
Это — без снега.

Im Tsu, mfcn, Николай314 и ещё один пользователь сказали «спасибо» за это.

Тепловые поля на границе Здание-Грунт. Глубина промерзания. Влияние снежного покрова земли.

Вместо предислдовия.
Умные и доброжелательные люди указали мне не то, что данный случай должен оцениваться только в нестационарной постановке, ввиду огромной тепловой инерции земли и учитывать годовой режим изменения температур. Выполненный пример решен для стационарного теплового поля, поэтому имеет заведомо некорректные результаты, так что его следует рассматривать только как некую идеализированную модель с огромным количеством упрощений показывающий распределение температур в стационарном режиме. Так что как говорится, любые совпадения — чистая случайность. *************************************************** Как обычно, не стану приводить много конкретики по поводу принятых теплопроводностей и толщин материалов, ограничусь описанием лишь некоторых, предполагаем, что прочие элементы максимально близки к реальным конструкциям — теплофизические характеристики назначены верно, а толщины материалов адекватны реальным случаям строительной практики. Цель статьи получить рамочное представление о распределении температур на границе Здание-Грунт при различных условиях. Немного о том, о чем нужно сказать. Рассчитываемые схемы в данном примере содержат 3 температурные границе, 1-я это внутренний воздух помещений отапливаемого здания +20 о С, 2-я это наружный воздух -10 о С (-28 о С), и 3-я это температура в толще грунта на определенной глубине, на которой она колеблется около некоторого постоянного значения. В данном примере принято значение этой глубины 8м и температура +10 о С. Вот тут со мной кто-то может поспорить в отношении принятых параметров 3-ей границы, но спор о точных значениях не является задачей данной статьи, равно как и полученные результаты не претендуют на особую точность и возможность привязки к какому-то конкретному проектному случаю. Повторюсь, задача — получить принципиальное, рамочное представление о распределении температур, и проверить некоторые устоявшиеся представления по данному вопросу. Теперь непосредственно к делу. Итак тезисы, которые предстоит проверить.
1. Грунт под отапливаемым зданием имеет положительную температуру.
2. Нормативная глубина промерзания грунтов (тут скорее вопрос чем утверждение). Учитывается ли снежный покров грунта при приведении данных по промерзанию в геологических отчетах, ведь как правило территория вокруг дома очищается от снега, чистятся дорожки, тротуары, отмостка, парковка и пр.? Промерзание грунта — это процесс во времени, поэтому для расчета примем наружную температуру равную средней температуре наиболее холодного месяца -10 о С. Грунт примем с приведенной лямбда = 1 на всю глубину.
Рис.1. Расчетная схема. Рис.2. Изолинии температур. Схема без снежного покрова. В целом под зданием температура грунта положительная. Максимумы ближе к центру здания, к наружным стенам минимумы. Изолиния нулевых температур по горизонтали лишь касается проекции отапливаемого помещения на горизонтальную плоскость.
Промерзание грунта вдали от здания (т.е. достижение отрицательных температур) происходит на глубине ~2.4 метра, что больше нормативного значения для выбранного условно региона (1.4-1.6м). Теперь добавим 400мм снега среднеплотного с лямбда 0.3. Рис.3. Изолинии температур. Схема со снежным покровом 400мм. Изолинии положительных температур вытесняют отрицательные температуры наружу, под зданием только положительные температуры.
Промерзание грунта под снежным покровом ~1.2 метра (-0.4м снега = 0.8м промерзания грунта). Снежное «одеяло» значительно снижает глубину промерзания (почти в 3 раза).
Видимо наличие снежного покрова, его высота и степень уплотнения является величиной не постоянной, поэтому средняя глубина промерзания находится в диапазоне полученных результатов 2-х схем, (2.4+0.8)*0.5 = 1.6 метра, что соответствует нормативному значению. Теперь посмотрим, что будет, если ударят сильные морозы (-28 о С) и простоят достаточно долго, чтобы тепловое поле стабилизировалось, при этом снеговой покров вокруг здания отсутствует. Рис.4. Схема при -28 о С без снежного покрова. Отрицательные температуры залезают под здание, положительные прижимаются к полу отапливаемого помещения. В районе фундаментов грунты промерзают. На удалении от здания грунты промерзают на ~4.7 метра. См. предыдущие записи блога:
Щитовой деревянный дом. Двойной объемный каркас.
Остекление балконов и лоджий. Эффективность тепловой защиты.
Стальные конструкции на кровле. Промерзание.

Снежное тепло

Сибирская зима…, снег… — и сразу представляется жгучий мороз! Но на самом деле снежное одеяло очень даже теплое! И чем раньше оно ляжет, чем выше будет снежный покров, тем больше сохранится тепло земли. В среднем (в зависимости от плотности) слой снега в 1см сдерживает мороз в 1°С. Так по среднемноголетним данным, при температуре воздуха -40°С температуры почвы на глубине 3см под снежным покровом в 20см снижается только до -16°С! Именно этим теплоизоляционным свойством снега объясняется более сильное промерзание грунта в южных(!), но малоснежных (в совокупности с более сухими почвами) степных районах Минусинской котловины. Тогда как севернее, в «Центральной части» Красноярского края, в районах лесостепной и подтаежной зоны с достаточным количеством снега, 40см и более, грунт промерзает меньше, а иногда земля под снегом вовсе не замерзает.

С агрономической точки зрения, снег – это благодатное покрывало, под которым в период нашей суровой зимы у многолетних растений, будь то деревья, кустарники или травянистые растения, корневая система меньше подмерзает, а значит, в дальнейшем они лучше выйдут из зимовки и смогут активно развиваться. Наверняка, многим приходилось видеть, как деревья в садах распускались и даже цвели, а затем усыхали. Причина тому – сильное повреждение подземной части. Исследования показали, что, например, для корней яблони сибирской (часто используемой для подвоя культурных сортов) критическая температура в период покоя -15-16°С. (В то же время у сеянцев от культурных сортов и у европейской лесной яблони гибель корней наблюдается уже при -10-12°С.) Под снежным укрытием лучше зимует и надземная часть растений: меньше подмерзает и меньше иссушается, не страдает от солнечных ожогов. Благодаря возможности защитить растения с помощью снега, садоводы северных районов земледелия могут выращивать многие плодовые и ягодные культуры (например, выращивая яблони в стланцевой форме, пригибая и окучивая малину, другие ягодники и т.д.). Так снежный покров и его особенности могут иметь решающее значение в садоводстве.

В последнее время чаще наблюдается малоснежное предзимье с резкими понижениями температуры: когда существенный снег выпадает только в декабре, а в конце ноября морозы бывают -20-30°С. Это сильно ослабляет растения. Ведь перенеся значительные морозы в начале зимнего периода, деревья могут быть в сильной степени повреждены относительно слабыми морозами в феврале и марте. Поэтому для более благоприятной перезимовки растений задача садовода как можно раньше накопить достаточное количество спасительного снега на участке. Для снегозадержания можно летом посеять поперек господствующих ветров кулисы – ряды из однолетних высоких растений, в которых зимой будет улавливаться снег. Осенью можно разложить сухие ветки на земляничных грядках, можно расставить щиты из реек (с расстоянием между рейками 5-10см) высотой 1м, по мере накопления возле них снега щиты можно переставлять для равномерного распределения снега по участку. Поперек ветра можно сделать преграды в виде снежных валков. После первых снегопадов нужно окучить снегом деревья и кустарники. Подсыпая снег к стволам и по приствольному кругу деревьев, не следует забывать оставлять вокруг них хотя бы небольшой слой снега в 10-15см.

Снега много не бывает, особенно для яблони

Во время ветров, оттепелей и при оседании снега непосредственно возле стволов и веток образуются бесснежные воронки, куда проникает холод, а выходящее оттуда тепло можно увидеть по образующемуся там инею. Поэтому подкучивание может потребоваться не один раз за зиму.

Воронки и полости в приствольной зоне опасны для дерева

Иней на стволе и стенках воронки — признак потери тепла в приствольной зоне

Надо заметить, что кроме положительного может быть и отрицательное влияние снега в зимнем саду. Так, например, при большом снежном покрове (тем более, если он лег на незамерзшую землю) во время оттепелей повышение температуры в его нижних слоях может привести к выпреванию коры стволов у косточковых культур: у абрикоса, сливы, вишни. Поэтому после сильных снегопадов снег возле их стволов отаптывают, слегка уплотняя.

Отаптывание приствольной зоны сливы

Также выпревать может и земляника. В этом случае лучше пройтись, притаптывая снег, вблизи земляничных посадок, а на больших земляничных участках такие проходы можно сделать с расстоянием примерно 1м. Другой момент, когда может выпревать земляника (и некоторые цветочные многолетники) – когда поверхностный слой снега уплотняется и устанавливается наст (обычно в феврале, марте). Этот слой следует осторожно разрушить вилами или лопатой, либо толстым колышком проткнуть в нескольких местах.

Так в течение зимы требуется неоднократная «корректировка» снежного покрова. Зато максимально используя его тепло, садовод может значительно улучшить условия зимовки своего сада. А весной при стаивании снег даст значительный запас влаги, которая будет питать проснувшиеся растения.

Екатерина Фисенко, агроном