دانشکده
Download
1 / 99

فصل سوم: روابط آب و خاک و گياه - PowerPoint PPT Presentation


  • 204 Views
  • Uploaded on

دانشکده کشاورزي- بخش زراعت. اصول و روشهاي آبياري. فصل سوم: روابط آب و خاک و گياه. تعريف خاک. از ديدگاه مهندس کشاورزي: خاک يک محيط رشد و لنگرگاه براي گياه است. از ديدگاه مهندس عمران: خاک محيطي مناسب و توانمند برابر باربري است

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'فصل سوم: روابط آب و خاک و گياه' - koko


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

دانشکده کشاورزي- بخش زراعت

اصول و روشهاي آبياري

فصل سوم: روابط آب و خاک و گياه


از ديدگاه مهندس کشاورزي: خاک يک محيط رشد و لنگرگاه براي گياه است.

از ديدگاه مهندس عمران: خاک محيطي مناسب و توانمند برابر باربري است

از ديدگاه مهندس محيط زيست: خاک يک محيط مناسب براي خود پالايي و پالايش است.

2


ويژگيهاي يک خاک براي کشاورزي

خاک بايد قادر به ذخيره کردن رطوبت (آب) کافي براي رشد گياه بوده و آن را به راحتي در اختيار گياه بگذارد

خاک بايد هواي کافي و اکسيژن لازم را در خود ذخيره کند (تبادل هوا و تهويه خاک به راحتي انجام پذيرد)

بايد محتوي عناصر و موارد غذايي باشد تا ريشه گياه آن را جذب و به مصرف رشد و نمو برساند

بايد به لحاظ مکانيکي از وضعيت مطلوب برخوردار باشد تا ريشه در آن پابرجا بماند

3


ويژگيهاي يک خاک براي کشاورزي

يک خاک با چنين خصوصياتي از 3 فاز تشکيل شده است:

1- فاز جامد: که شامل مواد معدني، آلي و موجودات زنده خاک است

2-فاز مايع: همان آب يا رطوبت موجود در خاک است که آن را مرطوب مي کند

3-فاز گاز: که همان هواي موجود در خاک است

  • بخش عمده فاز جامد خاک، مواد معدني خاک است.

  • مواد معدني از ذراتي تشکيل شده است که اندازه هاي مختلف دارد:

  • ذرات بزرگتر از 2 ميليمتر، خاک محسوب نمي شود و گراول يا سنگريزه (Gravel) نام دارد. ذرات کوچکتر از 2 ميليمتر (ذرات خاک) به سه دسته شن (sand)، سيلت يا لاي (silt) و رس (clay) نامگذاري مي شود.

4


قطر ذرات

بافت خاک: فراواني نسبي (نسبت اختلاط) ذرات تشکيل دهنده خاک (رس، سيلت و شن) در يک نمونه خاک مي باشد. بافت خاک يک ويژگي فيزيکي و ثابت خاک است

5


Sand

6


Silt

7


Clay

8


USDA Textural Classes

9


Soil Texture Triangle

Triangle Key:

S = sand or sandy

Si = silt or silty

C = clay

L = loam or loamy

10


Coarse texture

Sands

Loamy sands

  • نفوذپذيري زياد

  • چسبندگي کم – تهويه بسيار زياد

  • قدرت نگهداري آب و مواد غذايي کم

  • براي کشاورزي نامناسب

11


Moderately coarse texture

Sandy loam

Very fine sandy loam

  • نفوذپذيري نسبتا زياد

  • کمي چسبنده

  • قدرت نگهداري آب و مواد غذايي تقريباکم

  • براي کشاورزي مناسب- بيشتر براي خزانه استفاده مي گردد

12


Medium texture

Very fine sandy loam

Loam

Silt loam

Silt

  • خاک لوم سيلتي و سيلتي

  • نفوذپذيري متوسط- پودري شکل و چسبنده

  • قدرت نگهداري آب و مواد غذايي خوب

  • براي کشاورزي خوب است اگر کيفيت آب خوب باشد

  • خاک لوم:

  • چسبندگي خوب – تهويه خوب

  • قدرت نگهداري آب و مواد غذايي خوب

  • براي کشاورزي خاک ايدال

13


Moderately fine texture

Sandy clay loam

Clay loam

Silty clay loam

  • نفوذپذيري کم

  • قدرت نگهداري آب و مواد غذايي زياد

  • مشکل زهکشي دارد

14


Fine texture

Silty clay

Clay

Sandy clay

  • نفوذپذيري کم

  • قدرت نگهداري آب و مواد غذايي زياد

  • مشکل زهکشي دارد و حتما بايد زهکشي گردند

  • خاک رس : نامناسب کشاورزي

15


Sand + Silt + Clay = 100%

20 % Sand

30 % Silt

50 % Clay

Texture = Clay

16


آرايش و ترتيب قرار گرفتن ذرات خاک و خاکدانه ها نسبت به يکديگر

  • پيوند بين ذرات خاک که منجر به تشکيل ساختمان خاک مي شود بستگي دارد به:

  • مقدار رس در خاک که به دليل بار منفي و سطح ويژه بالا، به پيوند بين رس و ديگر ذرات خاک کمک مي کند

  • وجود کلسيم، اکسيد آهن و آلومينيم به سيمانته شدن ذرات خاک کمک مي کند

  • وجود مواد آلي در خاک

  • خاک خوب براي کشاورزي خاکي است ذرات آن بصورت خاکدانه باشد

ساختمان خاک بر خلاف بافت خاک در اثر عمليات کشاورزي تغيير مي کند

اهميت ساختمان خاک از اين نظر مهم است که روي عوامل رشد گياه مثل تهويه، ظرفيت نگهداري آب، دماي محيط ريشه، حرکت املاح، نفوذ ريشه و ... اثر مي گذارد

17


  • 1-نوع دانه اي و خرد ريز (GranularStructure)

  • معمولا خاکدانه ها داراي قطر کمتر از 0/5 سانتيمتر مي باشد

  • مواد معدني (مينرال) توسط مواد آلي (O.M.) به هم چسبيده

  • و تشکيل توده ها (aggregates) را داده اند

  • شبيه کلوچه خرد شده مي باشد

18


  • 2-نوع تک دانه اي (Single GranularStructure)- يا فاقد ساختمان

  • خاک دانه ها به ذرات انفرادي و تکي شکسته شده و چسبندگي آنها از بين مي رود

  • همواره با از دست دادن مقاومت همراه است

  • عموما در خاک هاي شني ديده مي شود

  • در واقع خاک بدون ساختمان است

Single Grained

19


  • 3-نوع بلوکي و گوشه دار

  • (Blocky & angular or sub angular Structure)

  • بلوک هاي نامنظم که معمولا قطر قطعات بين 0/5 تا 1/5 سانتيمتر مي باشد

  • مي توانند به بلوک هاي گوشه دار تبديل گردند

20


Subangular Blocky

Angular Blocky

21


  • 4-نوع منشوري و ستوني (Prismatic & Columnar Structure)

  • ستونهاي عمودي خاک که طول آنها ممکن است در حد چند سانتيمتر هم باشد

  • معمولا در افقهاي(horizons) پايين ديده مي شود

  • در اقليم خشک ديده مي شود

22


4-نوع منشوري و ستوني (Prismatic & Columnar Structure)

کلاهک نمک

23


  • 5-نوع صفحه اي يا ورقه اي (PlatyStructure)

  • صفحات نازک و صاف که بصورت افقي گسترده شده اند

24


  • 6-نوع حجيم يا کلوخه اي (Massive Structure)

  • کلوخ هاي بزرگ بوده و به سختي شکسته مي شوند

25


Soil Structure

(With Structure)

Granular

Blocky

Columnar

Platy

Prismatic




Macropores 0.06 mm

Micropores 0.06 mm

  • از نظر ضریب آبگذري (هدايت و انتقال هیدرولیکی): رسي لومي  شني

  • بخاطر خلل و فرج درشت

29


رطوبت وزني: عبارت است از جرم آب موجود در يک نمونه نسبت به جرم مواد جامد خاک (جرم خاک خشک)

100

مثال: درصورتي که جرم آب يک نمونه خاک 12 گرم و وزن خاک خشک 53 گرم باشد، مطلوبست تعيين رطوبت وزني؟

30


رطوبت حجمي: عبارت است از حجم آب موجود در يک نمونه نسبت به حجم کل نمونه خاک

100

مثال: درصورتي که جرم آب يک نمونه خاک که با استوانه اي به قطر 5 و ارتفاع 6 سانتي متر برداشته گرديده، 12 گرم باشد، مطلوبست تعيين رطوبت حجمي؟

r

h

31


  • عمق حجمي خاکآب معادل

A

H

A

h

H

32


  • عمق آب معادل (Equivalent Depth)

اگر ستوني از خاک داشته باشيم و تمام آب آنرا جدا کرده باشيم، سپس آنرا در تمام سطح خاک توزيع نمائيم، يک عمق بدست مي آيد که به آن عمق معادل گوييم.

Soil

رطوبت حجمي:

سطح مقطع A

ارتفاع H

سطح مقطع A

Water

ارتفاع h

33

نکته: در اين رابطه رطوبت حجمي اعشاري است.


  • عمق حجمي خاکآب معادل

34


مثال: در مثال قبلي عمق معادل آب در ستون خاکي به عمق 1 متري را بدست آوريد.

آيا رطوبت حجمي يک خاک مي تواند بيش از 100 درصد باشد؟

خير-بر اساس رابطه زير صورت نمي تواند از مخرج بيشتر باشد، لذا هميشه از 1 کمتر است

35


روابط حجمي خاکحجمي و وزني خاک- چگالي ظاهري و حقيقي

جرم مخصوص حقيقي خاک: Particle Density (s or p)

  • تعريف: جرم خاک خشک تقسيم بر حجم ذرات خاک خشک (بدون خلل و فرج)

  • جرم مخصوص حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي متر مکعب بيان مي شود

=

  • با توجه به اينکه در اکثر خاکها سنگ مادري آنها ذرات سيليس است، لذا جرم مخصوص حقيقي بين 2/7-2/6 گرم بر سانتي متر مکعب است.

  • وجود مواد آلي سبب کاهش و ذرات آهن در خاک باعث افزايش آن مي شود

36


روابط حجمي خاکحجمي و وزني خاک- چگالي ظاهري و حقيقي

جرم مخصوص ظاهري خاک: BulkDensity (b)

تعريف: جرم خاک خشک تقسيم بر کل حجم خاک (با خلل و فرج)

جرم مخصوص ظاهري خاک نيز بر حسب گرم بر سانتي متر مکعب بيان مي شود

=

  • «خاک خشک»، خاک خشک شده در آون در دماي 105 درجه و به مدت تقريبي 24 ساعت است.

  • در خاکهاي شني چگالي ظاهري خاک تا 1/6 و در خاکهاي رسي به 1/1 گرم بر سانتي متر مکعب تنزل مي کند

37


روابط حجمي خاکحجمي و وزني خاک- چگالي ظاهري و حقيقي

جرم مخصوص نسبي حقيقي : (RS)

عبارت است از جرم مخصوص حقيقي هر جسم نسبت به جرم مخصوص (چگالي) آب

=1 gr/cm3

38


روابط حجمي خاکحجمي و وزني خاک- چگالي ظاهري و حقيقي

خاکهاي زراعي با مواد آلي زياد داراي چگالي حقيقي 2 – 1/5 و چگالي حقيقي خاکهاي زراعي به طور متوسط 2/65 مي باشد.

هر چه بافت خاک سنگين تر باشد، چگالي ظاهري آن کمتر است.

مقدار چگالي ظاهري براي خاکهاي زراعي از 1/25 تا 1/65 متغير است.

هر چه خاک فشرده تر باشد، چگالي ظاهري آن بيشتر است و هر چه خاک پوکتر و سبکتر باشد، چگالي ظاهري آن کمتر است.

39


روابط حجمي خاکحجمي و وزني خاک- تخلخل خاک

تخلخل: (porosity)فضاي خالي بين ذرات خاک را تخلخل مي گوييم.

عبارت است از نسبت حجم فضاهاي خالي خاک (آب و هواي خاک) تقسيم بر حجم کل خاک

تمرين: رابطه 2 را با استفاده از رابطه 1 استخراج کنيد.

40


روابط حجمي خاکحجمي و وزني خاک- نسبت پوکي خاک

نسبت پوکي: (void ratio)

نسبت پوکي نيز شاخصي از خلل و فرج خاک است

تعريف: حجم منافذ به حجم جزء جامد خاک

رابطه بين تخلخل و ضريب پوکي: و يا:

تمرين: رابطه بين تخلخل و ضريب پوکي را اثبات کنيد.

41


روابط حجمي خاکحجمي و وزني خاک- درجه اشباع

درجه اشباع: (Degree of Saturation)نسبت حجم آب موجود در خاک به حجم منافذ خاک

اين شاخص نشان دهنده ميزان انباشتگي خلل و فرج از آب است و بين 0 تا 100% ( يا 0 تا 1) متغير است.

تمرين: رابطه را اثبات کنيد.

42


نکاتي در مورد تخلخل حجمي خاک

خاکهاي رسي خلل و فرج بيشتري نسبت به خاکهاي شني دارند.

خلل و فرج درشت (ماکرو) خاکهاي شني بيشتر از خاکهاي رسي و خلل و فرج ريز خاکهاي (ميکرو) رسي بيشتر از خاکهاي شني است.

هر چه مواد آلي خاک بيشتر باشد، خلل و فرج خاک بيشتر مي گردد.

رشد بهتر گياه نيازمند تهويه کافي (تخلخل) مي باشد.

43


خلاصه روابط بين پارامترهاي فيزيکي خاک

رابطه بين تخلخل و ضريب پوکي:

رابطه بين درجه اشباع و رطوبت حجمي:

رابطه بين تخلخل و جرم مخصوص ظاهري:

رابطه بين رطوبت وزني و رطوبت حجمي:

رابطه بين عمق آب، عمق خاک و رطوبت حجمي:

رابطه بين حجم نسبي هواي موجود در خاک و رطوبت حجمي:

44


مثال: نمونه اي خاک دست نخورده با يک Core Samplerاز مزرعه اي تهيه شده است و داده هاي زير بدست آمد. مطلوبست تعيين رطوبت، چگالي ظاهري و تخلخل، پوکي و ضريب اشباع اين خاک ؟

وزن خاک تر و قوطي : 486 گرم و وزن قوطي خالي 195 گرم

وزن خاک خشک و قوطي: 424 گرم، ارتفاع استوانه 6 سانتي متر و قطر استوانه 6 سانتي متر.

45


فرض با يک

46

رابطه بين رطوبت حجمي و وزني بصورت زير است. اين رابطه را اثبات کنيد.


صور مختلف آب در خاک با يک

پيوند قطبي و هيدروژني در مولکول آب

47


صور مختلف آب در خاک با يک

نتيجه پيوند قطبي و هيدروژني در مولکول آب

باعث نگهداري آب در خلل و فرج و لابلاي ذرات خاک مي شود

48


صور مختلف آب در خاک با يک

1- نيروي کوهيژن (Cohesion) : پيوستن مولکولهاي مشابه به يکديگر2- نيروي ادهيژن(Adhesion) : اتصال مولکولهاي غير مشابه يکديگر

Adhesion

49


صور مختلف آب در خاک با يک

  • در اثر آبياري يا بارندگي، کليه خلل و فرج ريز و درشت از آب پر و هواي خاک خارج مي شود. در اين حالت خاک اشباع شده و ذخيره آبي خاک حداکثر است.

  • آب را به 3 صورت مي توان در خاک يافت کرد: آب ثقلي يا آزاد، آب مويينه يا شعريه یا کاپیلاری و آب جذبي يا غشايي يا هيگروسکوپيک

آب ثقلي يا آزاد: آبي است که از توده خاک اشباع صرفاً تحت اثر نيروي ثقل تخليه (يا زهکشي) مي شود. تاثير نيروي ثقل تنها بر آب موجود در خلل و فرج درشت خاک است.

بسته به بافت و ساختمان خاک چند ساعت تا چند روز طول مي کشد.

آب مويينه اي: آبي است که خلل و فرج ريز خاک را اشغال مي کند. تحت تاثير نيروي کاپيلاري و کشش سطحي در خاک نگه داشته مي شود و توسط نيروي ثقل تخليه نمي گردد. گياه عمده مصرف خود را از اين آب تامين مي کند.

50


صور مختلف آب در خاک با يک

آب غشايي يا هيگروسکوپيک: آبي است که بصورت قشر نازک اطراف ذرات خاک مخصوصا کلوييدها را مي پوشاند. به جهت نيروي نگهداري بالا، اين آب توسط گياهان قابل مصرف نمي باشد.

51


صور مختلف آب در خاک با يک

  • با ضخيم شدن غشاي رطوبتي، مولکولهاي آب واقع در سطح خارجي غشا، با نيروي کمتر نگهداري مي شوند. لذا اين مولکولهاي آب براحتي مي توانند تحت تاثير نيروي ثقل حرکت کنند.

  • پس گرفتن آب از خاک نزديک اشباع نيازمند کار يا انرژي کمتر است. با کم شدن رطوبت، جدا کردن مولکول آب نيازمند صرف انرژي زياد است.

52



صور مختلف آب در خاک با يک

  • جدا کردن مولکولهاي آب از خاک با توجه به نيروهاي نگهدارنده اين مولکولها در خاک، نياز با انرژي دارد.

  • نيروهاي نگهدارنده آب در خاک (يا مکش خاک) به مقدار رطوبت یا آب خاک بستگي دارد.

  • هرچه رطوبت خاک کمتر باشد مقدار مکش بيشتر است.

54


پتانسيل آب در خاک با يک

نيروهاي نگهدارنده آب در خاک تحت عنوان انرژي پتانسيل آب در خاک مورد بررسي قرار مي گيرد

  • آب موجود در خاک مثل هر ماده ديگر در طبيعت، حاوي انرژي است. فرمهاي اصلي انرژي: انرژي جنبشي و انرژي پتانسيل

  • با توجه به کند بودن سرعت حرکت آب در خاک، از انرژي جنبشي آب در خاک صرف نظر مي شود.

  • پس انرژي آب در خاک تنها انرژي پتانسيل آن است. انرژي پتانسيل آب خاک، ناشي از شرايط داخلي و موقعيت مکاني آن است.

55


انرژي پتانسيل با يک آب خاک (Soil water potential)

آب خاک تحت تاثير نيروهاي متفاوت است که باعث پتانسيلهاي متفاوت مي شود. اين نيروها شامل:

نيروي ماتريک يا مکش (به دليل جذب سطحي و مويينه اي)- در حالت غيراشباع

نيروي فشاري (به دليل فشار ستون آب بالاي يک ذره آب)- در حالت اشباع

نيروي ثقل-در هر شرايط بر ذره آب وارد مي شود

نيروي اسمزي (به دليل وجود نمکهاي محلول در آب خاک)- در شرايط وجودغشا نيمه تراوا در محيط معنی پيدا می کند

که به ترتيب پتانسيلهاي زير را ايجاد مي کنند:

پتانسيل ماتريک

پتانسيل فشاري

پتانسيل ثقلي

پتانسيل اسمزي

56


پتانسيل کل آب در خاک با يک

پتانسيل کل آب در خاک عبارت است است مجموع پتانسيلها

پتانسيل اسمزي

پتانسيل ثقلي

پتانسيل ماتريک يا فشاري

پتانسيل آب در خاک: معياري است براي بررسي حرکت و حالت آب در هر زمان و مکان در سيستم پيوسته خاک، گياه و اتمسفر

57


پتانسيل آب در خاک با يک

پتانسيل فشاري خاک همواره مثبت است و در خاک غير اشباع صفر مي باشد

پتانسيل ثقلي در بالاي خط مرجع دلخواه، مثبت و در زير آن منفي است

پتانسيل ماتريک خاک همواره منفي است و در خاک اشباع صفر مي باشد

-5 cm

Reference

+10 cm

58


پتانسيل فشاري و ماتريک با يک

  • آب تحت فشار استاتيکي بالاتر از 1 اتمسفر، داراي پتانسيل فشاري مثبت و تحت فشار استاتيکي کمتر از 1 اتمسفر داراي پتانسيل فشاري منفي (يا ماتريک) است. پس

  • پتانسيل فشاري آب در زير سطح ايستابي (منطقه اشباع): مثبت

  • پتانسيل فشاري آب در روي سطح ايستابي: صفر

  • پتانسيل فشاري آب در بالاي سطح ايستابي (منطقه غيراشباع): منفي

  • بهپتانسيل فشاري منفي آب پتانسيل ماتريک (يا مکش) خواهيم گفت.

  • بهپتانسيل فشاري مثبت آب پتانسيل فشاري خواهيم گفت.

59


وجود با يک نمکهاي محلول در آب انرژي پتانسيل کل آب را کاهش مي دهد.

اثر اين پتانسيل زماني مشهود است که يک غشا نيمه تراوا مثل ریشه در محيط باشد که آب را بهتر از نمک از خود عبور مي دهد. چون ريشه يک غشا نيمه تراوا است، پس اثر اين پتانسيل حائز اهميت است.

پتانسيل اسمزي

پتانسيل اسمزي (بر حسب بار)- EC ميزان شوري آب خاک (بر حسب ميلي موس بر سانتيمتر یا dS/m)

60


مکش خاک با يک

  • مکش در خاک اشباع، صفر و در خاک غيراشباع به مقدار رطوبت خاک بستگي دارد.

  • جذب ريشه در شرايط غيراشباع است، پس بايد ريشه نيروي بيشتري نسبت به مکش خاک بر آب، به آب وارد کند تا آن را جذب کند.

  • رابطه بين مکش و رطوبت را منحني مشخصه خاک خواهيم گفت.

  • مکش را با واحد اتمسفر، بار و يا واحد طول مثل مترآب، سانتيمتر آب و ... بيان مي کنيم

61


نقاط مهم پتانسيلي آب در خاک با يک

ظرفيت زراعي (Field Capacity): حدي از رطوبت خاک که آب آزاد در اثر نيروي ثقل خارج شده باشد. اين حد رطوبت در خاکهاي رسي در مکش يک سوم اتمسفر و در خاکهاي شني در يک دهم اتمسفر اتفاق مي افتد.

62


نقاط مهم پتانسيلي آب در خاک با يک

  • نقطه پژمردگي دايم (Permanent Wilting Point): حدي از رطوبت خاک است که مکش خاک برابر 15 اتمسفر باشد.

  • به تجربه مشخص شده که اکثر گياهان تا مکش 15 اتمسفر قادر به جذب آب هستند.

اشباع

ظرفيت زراعي (FC)

نقطه پژمردگي دائم (PWP)

وضغيت خشک

آب ثقلي

آب قابل استفاده

آب چسبيده به ذرات

63


Hydroscopic با يک

Water

Gravitational

Water

Capillary

Water

Water adheres to soil particles

Water held in large pores

Available for crop use

Water drains through soil profile

Wilting

Point

15 bars

Field

Capacity

1/3 bar


رطوبت خاک بين ظرفيت زراعي و پژمردگي دايم

رطوبت قابل وصول توسط گياه

رطوبت خاک بين دو حد ظرفيت مزرعه و پژمردگي دايم، رطوبت قابل استفاده توسط گياه (Available Water) نام دارد و با AW نشان مي دهيم.

AWرطوبت قابل وصول از عمق واحد خاک (متر)، رطوبت حد مزرعه (حجمي)، رطوبت حد پژمردگي دايم (حجمي)

65


رطوبت قابل وصول توسط گياه و رطوبت سهل الوصول

رطوبت قابل وصول توسط گياه از عمق خاک برابر با عمق ريشه (droot) برابر است با:

در رابطه فوق رطوبت حد مزرعه و پژمردگي دايم بر حسب حجمي و اعشاری است. واحد AW هم همان واحد d است.

رطوبت سهل الوصول (Readily Available Water) يا RAW

تمام رطوبت قابل وصول توسط گياه براحتي توسط گياه قابل جذب نيست و فقط بخشي از کل آب قابل استفاده به سهولت توسط گياه جذب مي شود که به آن رطوبت سهل الوصول مي گوييم

66


Management allowable depletion mad
Management Allowable Depletion سهل الوصولMAD


معادله حاکم بر حرکت سهل الوصولآب در خاک

Darcy’s Law

فرونشت: حرکت قائم رو به پایین آب در خاک اشباع یا تقریباً اشباع تحت تاثیر نیروی ثقل.

نشت: نفوذقائم و جانبی خاک از طبقات بالا به طبقات تحتانی یا جانبی

هدایت آبی: سرعت موثر جریان تحت تاثیر شیب هیدرولیکی واحد.

شیب هیدرولیکی: مقدار افت پتانسیل در واحد طول نمونه خاک

68


حرکت آب در خاک سهل الوصول

رابطهدارسي

1

2

69


حرکت آب در خاک سهل الوصول

مقدار هدايت هيدروليکي (K) براي محيطهاي مختلف

Gravels0.1 to 1 cm/sec=86.4-864 m/day

Sands 10-2 to 10-3 cm/sec=8.64- 0.864 m/day

Silts 10-4 to 10-5 cm/sec

Clays 10-7 to 10-9 cm/sec

70


حرکت آب در خاک سهل الوصول

Darcy’s Law and Flow

71


حرکت آب در خاک سهل الوصول

72



74


  • اندازه گيري مستقيم رطوبت با نمونه برداري از خاک

  • وقت گير

  • مشکل بودن آزمايش در مقادير زياد نمونه برداري

  • دقيق

  • اندازه گيري غير مستقيم رطوبت

  • دستگاه نوترون متر

  • دستگاه TDR

  • بلوک گچي (مقاومت الكتريكي)

  • اندازه گيري پتانسيل خاك

75


دستگاه نوترون متر سهل الوصول

76


دستگاه نوترون متر سهل الوصول

77


دستگاه سهل الوصولTime Domain ReflectometryTDR

78


دستگاه اندازه سهل الوصولگيري رطوبتProfile probe PR2 (TDR)

حسگر PR2در دو مدل PR2/4وPR2/6براي اندازه گيري رطوبت در مقطع عمودي خاک کاربرد دارد.اين حسگر براي دا شتن

بهترين عملکرد درتمام انواع خاک و عملکرد خوب در خاکهاي سخت(رس سنگين)و خاکهاي شور طراحي شده است.

اعماق 60,10010,20,30,40,سانتي متري رطوبت را اندازه گيري ميکند.

مشخصات حسگر:

قطر 25.4mm ساخته شده است. لوله هاي نصب داراي قطر 28mm

مزايا :

-اندازه گيري با دقت±3% -نصب و حمل راحت

-قابل استفاده در انواع خاکها. -قابليت اندازه گيري در مدت1s

-قابل نصب به عنوان بخشي از سيستم آبياري اتوماتيک


80 سهل الوصول


اندازه سهل الوصولگيري پتانسيل آب درخاك

81


Tensiometer for Measuring Soil Water Potential سهل الوصول

Water Reservoir

Variable Tube Length (30 cm- 120 cm) Based on Root Zone Depth

Vacuum Gauge

Porous Ceramic Tip

82



Tensiometer for Measuring Soil Water Potential سهل الوصول

Water Reservoir

Variable Tube Length (12 in- 48 in) Based on Root Zone Depth

Porous Ceramic Tip

Vacuum Gauge (0-100 centibar)

84


تانسيومتر فلزي: سهل الوصول

Z0

85







نفوذ آب در خاك رطوبت حد

تعريف نفوذ = ورود آب به داخل خاك

سرعت نفوذ =سرعت ورود آب به داخل خاك (cm/hr or mm/hr)

نفوذ تجمعي =مقدار كل آب نفوذ يافته پس از گذشت زمان معين از شروع نفوذ (cm or mm)

سرعت نفوذ نهايي = سرعت نفوذ ثابت پس از گذشت زمان

C. Infiltration

Infiltration rate

time

time

سرعت نفوذ

نفوذ تجمعی


Water Movement by Capillary Action رطوبت حد

intake

infiltration


عوامل موثر بر نفوذ: رطوبت حد

1- بافت خاك و ساختمان خاك

2- رطوبت اوليه خاك

3-دماي آب

4- هواي محبوس در خاک

5- ارتفاع آب

6- surface sealing)ايجاد يك لايه كم نفوذ در سطح خاك(


اندازه گيري نفوذپذيري رطوبت حد

30 cm

60 cm

30 cm

95


معادله حاکم بر نفوذ رطوبت حد

(معادله کوستیاکف)

  • Z : عمق نفوذ تجمعی (mm یا cm)

  • t زمان (دقیقه یا ساعت)

  • v سرعت نفوذ آب در خاک (مثلا cm/hr)

  • a و b پارامترهای ثابت که به نوع خاک بستگی دارد.

96


اندازه گيري هدايت هيدروليکي رطوبت حد

  • هدايت هيدروليکي با دستگاه نفوذسنج با بار ثابت

97


98


ad