የአፈር አወቃቀር፣ ቦታዊነት እና እርጥበት

የአፈር መዋቅር

በአፈር አወቃቀር ላይ በመሬት ህይወት አካል ውስጥ የጠንካራ ደረጃ አቀማመጥ ይታሰባል። እንደሚታወቀው አፈር ከጠንካራ ቅንጣቶች እና በውሃ፣ በአየር ወይም በውሃ እንፋሎት የተሞሉ ቀዳዳዎች የተሰራ ነው፣ ብዙውን ጊዜም በከፊል በአየር በከፊልም በውሃ ይሞላሉ። በአፈር ውስጥ የጠንካራ ቅንጣቶች አቀማመጥ መሠረት አወቃቀሩ ይወሰናል። የማይተሳሰር እና የተተሳሰረ አፈር አወቃቀሮች በግልጽ መልኩ ከእርስ በእርስ ይለያያሉ።

የማይተሳሰር አፈር አወቃቀር

ያልተያያዘ አፈር መዋቅር በ重力 ተፅዕኖ ስር ይፈጠራል። የዚህ አፈር ጠንካራ እንጥፎች ይበልጣሉ እና ወደ ታች ይወርዳሉ፣ በ重力 ተጽዕኖ ስር ይተኩማሉ፣ ሲሆን እንደነዚህ እንጥፎች መካከል ያሉ የሞለኪውል መሳብ ኃይሎች አይኖሩም ወይም እጅግ ትንሽ ሲሆኑ በ重力 ይሸነፋሉ። ስለዚህ በያልተያያዘ አፈር ውስጥ ጠንካራ እንጥፎች እርስ በእርስ አጠገብ ይደራረባሉ፣ በተደራረቡት እንጥፎች መካከል ያለውን ነጻ ቦታ ይይዛሉ (ስእል 1_a_)። የያልተያያዘ አፈር እንጥፎች በቅርብ ዙሪያ ቅርጽ እና በአንድ መጠን ከሆኑ፣ ለምሳሌ በእኩል ውህድ ያለ አሸዋ እንደሚሆነው፣ መዋቅሩ ሊሆን ይችላል በጣም ጥብቅ (ስእል 1_b_) ወይም በጣም ልብ (ስእል 1_c_)፣ ይህም በአፈር ውስጥ ያሉ ጠንካራ እንጥፎች አደራረብ ላይ ይመሠርታል። በጣም ጥብቅ መዋቅር ለያልተያያዘ አፈር ከፍተኛውን የመጠጋጋት ዕድል ይመስላል እና የባዶነቱ መጠን nmin=26% ነው። በጣም ልብ መዋቅር ለያልተያያዘ አፈር ዝቅተኛውን የሚቻል መጠጋጋት ይመስላል እና የባዶነቱ መጠን nmax=48% ነው። ለምሳሌ የአሸዋ አቧራ አሸዋ n=47% አለው።

Sl. 1 አልተያያዘ አፈር አወቃቀር

እንደተያያዘ ያልሆነ አፈር የተለያዩ የእህል መጠኖች ካሉት፣ ትንንሽ ቅንጣቶች በትልቆቹ መካከል ያለውን ባዶ ቦታ ካሞሉ (ስእል 2), የአፈሩ ባዶነት በጣም ይቀንሳል (n=20% እና ከዚያ በታች)።

ስእል 2። የተለያየ የእህል መጠን ያለው ያልተያያዘ አፈር መዋቅር

የተያያዘ አፈር አወቃቀር

በተቆራኘ አፈር ውስጥ መዋቅሩ ከያልተቆራኘው የተለየ ነው። በተቆራኘ አፈር ውስጥ የተጣጣሪነት ኃይሎች ይታያሉ፣ እነዚህም ከትንንሽ ቅንጣቶች የማራኪ ኃይል ይበልጣሉ እና በንክኪ ገጽታዎቻቸው ላይ ያጣብቃቸዋል። ስለዚህ እነዚህ ቅንጣቶች በቅደም ተከተል ወደ ታች አይወድቁም፣ ነገር ግን በአንዱ ላይ አንዱ እና አንዱ ከሌላው ጎን ተጣብቀው ይቀራሉ (sl. 3_a_)፣ እንዲሁም ሰንሰለታዊ የመረብ መዋቅር (sl. 3_b_)፣ ፍላፍ ያለ መዋቅር (sl. 3_c_) ወዘተ ይፈጥራሉ፣ እነዚህም ከፍ ያለ ደረጃ ያላቸው መዋቅሮች ተብለው ይጠራሉ። እንዲህ ያሉ መዋቅሮች ትልቅ ባዶነት አላቸው፣ ይህም እስከ 60-80% የጠቅላላ ብዛት ሊደርስ ይችላል፣ ይህም በያልተቆራኘ አፈር ውስጥ ሊኖር አይችልም።

ምስ. 3. የተጣበቀ አፈር አወቃቀር

Порозност и коефицијент порозности

የአፈር የባለ ቀዳዳነት የሚገለጽው የቀዳዳዎች መጠን ከአጠቃላይ የአፈር መጠን ጋር ባለው ግንኙነት ነው (ስዕ. 4).

ስዕ. 4. የአፈር ፖሮሲቲ እና የፖሮሲቲ ኮኤፊሺየንት

ካመለከትን በ

• Vp = በአፈር ውስጥ ያለ የፖሮች መጠን
• Vm = የጠንካራ ክፍሎች መጠን
• V = የአፈሩ አጠቃላይ መጠን፣

የአፈር ብልጫ n በትርጓሜው መሠረት ነው

n = VP / V = VP / (VP + Vm),

ወይም በአፈር ጠቅላላ መጠን መቶኛ ውስጥ

n = 100 * VP / (VP + Vm) %.

የአፈር የባዶነት መጠን በባዶዎች መጠን እና በጠንካራ ቅንጣቶች መጠን መካከል ባለው ግንኙነት ይተረጎማል፦

e = VP / Vm.

ከ poroznost n ቅጽ እንዲህ አለን፡

nVP + nVm = VP, ከዚህም Vm = VP(1-n) / n.

ይህን እሴት በ e ቅጽ ውስጥ በመተካት እናገኛለን

e = n / (1-n).

ከዚህ ቀመር እናገኛለን

e - ne = n; n = e / (1 + e).

የፖሮዝነት ኮኤፊሺየንት የአፈር ጥግግትን ያሳያል። የ e ኮኤፊሺየንት በሚበልጥበት መጠን የአፈር ጥግግት ይቀንሳል እና በተቃራኒውም። አንድ ተጨባጭ አፈር በጭነት ስር ሲገባ ከመጫኑ በፊትና በኋላ ያለውን የፖሮዝነት ኮኤፊሺየንት በመጠቀም የስርጭት መጠን Δ_h_ ሊወሰን ይችላል።

የመጨናነቅ የአፈር ንብርብር ውፍረት h እንመልከት (sl. 5_a_). ይህን ንብርብር በጭነት ካድረግንበት፣ በΔ_h_ ቁመት ይቀመጣል፣ ስለዚህም በጭነት ምክንያት ውፍረቱ ወደ h1 ይቀንሳል። ስለዚህ

Δ_h_ = h – h1.

የሚጨበጥ አፈር መቀመጥ በቦታዎቹ ወጪ ስለሚፈጠር ነው፣ ምክንያቱም ጠንካራ ቅንጣቶች በተግባር አይጨበጡም፣ እንዲሁም ቦታዎቹ በከፊል ወይም በሙሉ በውሃ ተሞልተው ከሆኑ ውሃውም አይጨበጥም፤ ስለዚህ ይህ መቀመጥ በስኬማቲክ በስዕ. 5_b_ ላይ ሊታይ ይችላል።

ስዕ. 5. በጭነት ስር በ h ውፍረት ያለ የተጨመቀ የአፈር ሽፋን የመቀመጥ Δh_

h0 ባዶ ቦታ የሌለበት የጠንካራ ቅንጣቶች ንብርብር ምናባዊ ቁመትን፣ የተቀነሰ ቁመት ተብሎ የሚጠራውን፣ ካመለከትን ፣ ከዚያ አቀማመጥ Δ_h_ ከተቀነሰ ቁመት h0 ጋር በሚከተለው ግንኙነት ማሳየት እንችላለን፦

በርዝመቱ እና በስፋቱ ለአንድ እኩል የሆነ የአፈር ንብርብር ካሰብን፣ ከዚያ የ h, h1 እና h0 ቁመቶች የድምብ መጠኖችን ይወክላሉ፣ እና ይህም

እዚህ e የቀድሞው የቀዳዳነት መጠን ኮኤፊሺየንት ሲሆን፣ e1 ከመስበር በኋላ ነው። ከላይ የተገኘው የመስበር መጠን

Δ_h_ = h0 (e-e1).

መቀመጥ ከመቀመጡ በፊት ከሌሉት የሽፋን ከፍታ h ጋር በግንኙነት ሊገለጽ ይችላል፣ የተቀነሰውን ከፍታ h0 ዋጋ ብንተካ፦

h0 = h – nh = h (1-n) = h / (1+e),

ምክንያቱም n = VP / V = VP / h_,_ ከዚያም VP = nh.

እንግዲህ የሚገኘው

የተለያዩ የአፈር አይነቶች የሚከተሉት አማካይ የባለብዙ ቦታነት n እና የባለብዙ ቦታነት ኮኤፊሺየንት e እሴቶች አሏቸው፦

የአፈር እርጥበት

በአፈር ውስጥ የሚገኙ የውኃ አይነቶች

በአፈር ውስጥ ያለ ውሃ በጠንካራ ቅንጣቶች መካከል ባሉ ባዶ ቦታዎች የሚገኝ የተባለው porna voda ፣ በጠንካራ ቅንጣቶች ላይ እንደ adsorbovana voda እና እንደ konstituciona voda ይታያል።

የቀዳዳ ውሃ ከ ነጻ ውሃ በማዕድን ቅንጣቶች መካከል ይቀመጣል፣ እና እንቅስቃሴው በDarcy-ዎር ሕግ ይካሄዳል፤ በኋላ ደግሞ የስበት ውሃ ከላይ ወደ ታች በሁሉም አቅጣጫዎች በስበት ተጽዕኖ የሚንቀሳቀስ ሲሆን፣ እንቅስቃሴው ግን በDarcy-ዎር ሕግ አይካሄድም፤ ካፒላሪ ውሃ በካፒላሪ ኃይሎች ተጽዕኖ የሚንቀሳቀስ ሲሆን፣ እና የገጽታ ጭንቀት ውሃ በአፈር ውስጥ በሚገኙ ከባድ ቅንጣቶች መካከል በገጽታ ጭንቀት የሚጠበቅ ሲሆን ደግሞ የማዕዘን ቀዳዳ ውሃ ተብሎ ይጠራል። እነዚህ ሁሉ ውሃዎች አፈርን በ110oC ሙቀት ማድረቅ በሙሉ ሊወገዱ ይችላሉ።

Adsorbovana voda ጠንካራ ቁሶችን የሚከብብ እና በሞለኪውላዊ ኃይሎች የተያያዘ ውሃ ነው። ይህ የተባለው የውሃ ፊልም ሲሆን ውፍረቱ 6-80 µµ (1µµ=10-6 mm, milimikron) ይደርሳል። በትልልቅ ቅንጣቶች ላይ የadsorbovana ውሃ ተጽዕኖ ትንሽ ነው፤ ነገር ግን ቅንጣቶቹ እየተወሰኑ በሚሄዱ መጠን ተጽዕኖው ይጨምራል፣ ምክንያቱም የቅንጣቶች አጠቃላይ የወለል ስፋት ይጨምራል፣ እንዲሁም በአፈር አንድ የመጠን ክፍል ውስጥ ያለው የadsorbovana ውሃ ከጠንካራ ቅንጣቶች ጋር ያለው ውድር ይጨምራል። ይህ ውሃ በ110oC ማድረቅ በከፊል ብቻ ሊወገድ ይችላል።

Konstituciona voda በኬሚካል መንገድ ከአፈር ጠንካራ ቁሶች የማዕድናት ክሪስታሎች ውስጥ የተዋሀደ ውሃ ነው። ይህ ውሃ በጣም አነስተኛ ነው እና በአፈር ማድረቅ ሊወገድ አይችልም። ስለዚህ ይህ ውሃ እንደ ጠንካራው ቁስ አካል ተዋህዶ ሊቆጠር ይችላል።

በአፈር ውስጥ ያለ የውኃ መጠን

በትርጉሙ መሠረት በአፈር ውስጥ ያለው የውሃ መጠን ወይም የአፈር እርጥበት በአፈር ውስጥ ያለው ውሃ ክብደት እንደ አፈሩ ጠንካራ አካላት ክብደት መጠን ያለው ግንኙነት ነው። በአፈር ውስጥ ያለው የውሃ መጠን መሠረት ሶስት ሁኔታዎች ይለያያሉ፡ ሙሉ በሙሉ በውሃ የተሞላ አፈር፣ በከፊል በውሃ የተሞላ አፈር እና ሙሉ በሙሉ ደረቅ አፈር።

በውኃ ሙሉ በሙሉ የተሞላ አፈር

n የአፈር ባለስብስብነት፣ γs የሁሉም ቅንጣቶች የቮልዩም ክብደት፣ γw የውሃ የቮልዩም ክብደት እንደሆነ፣ የተሞላ አፈር እርጥበት wZ በሚቀጥለው እኩልነት ሊገለጽ ይችላል

በውሃ በከፊል የተሞላ አፈር

Ww በአፈር ውስጥ ያለው የውሃ ክብደት እንደሆነ፣ Wd ደግሞ የጠንካራ ቁራጮች ክብደት ወይም የአፈር ደረቅ ክብደት ነው ብለን ካስቀመጥን፣ እንግዲህ የአፈር እርጥበት w

w = Ww / Wd , ወይም ከአፈር ደረቅ ክብደት መቶኛ አንፃር፡ w = 100 Ww / Wd.

በዚህ ሁኔታ የአፈር እርጥበት በ_የእርጥበት ደረጃ_ Sr ሊገለፅ ይችላል፣ ይህም በአፈር ውስጥ ያለው የውሃ ትክክለኛ ክብደት ከዚያ ውስጥ ሁሉም ባዶ ቦታዎች በውሃ ቢሞሉ ከሚኖረው የውሃ ክብደት ጋር ያለው ግንኙነት ነው፣ ማለትም ከተሞላ አፈር የውሃ ክብደት ጋር፡

በ_γ_w = 1,00  Sr = w*γs / e. ላይ ተመልክቶ

ለእርጥበት ደረጃ ያሉ የድንበር እሴቶች እነዚህ ናቸው፦

1. ለሙሉ ደረቅ አፈር w = 0; Sr = 0
2. ለሙሉ ተጠግቶ የሚገኝ አፈር w = e/γs; Sr = e/γs * γs / e = 1,0.

Sl. 6. በከፊል በውሃ የተሞላ የአፈር ናሙና

የማረክ ደረጃ (አንዳንድ ጊዜ ሙሉ መሙያ ወይም የእርጥበት ደረጃ ተብሎም ይጠራል) በውሃ የተሞሉ ባዶ ቦታዎች መጠን ከአጠቃላይ የባዶ ቦታዎች መጠን ጋር ባለው ግንኙነትም ይገለጻል (ስዕ. 6):

Sr = V2 / V1

እዚህ V2 በውሃ የተሞሉ የቀዳዳዎች መጠን ነው፣ V1 ደግሞ በውሃ፣ በአየር እና በጋዞች የተሞሉ የቀዳዳዎች አጠቃላይ መጠን ነው። w የአፈር እርጥበት በ% ከደረቅ የአፈር Wd, ክብደት ከሆነ፣ እንግዲያስ አለን

V2 * γW = w Wd, ከዚህም V2 = w Wd / γw. ይሆናል።

በሌላ በኩል፣ V1 = V – Vd እንዳለን ይመስላል፣ እና Vd * γs = Wd, ስለሆነ ይህ ነው

Vd = Wd / γs እና V1 = V – Wd / γs.

ስለዚህ የአፈሩ የሙሉ መሟላት ደረጃ Sr ይሆናል

ወይም በአፈር የደረቀ ክብደት መቶኛ መሠረት

መሬቱ ሙሉ በሙሉ ደረቅ

በዚህ ሁኔታ w = 0። ሁሉም የፖሮች ውሃ ተወግዷል፣ ነገር ግን የተጠበቀው ውሃ በከፊል ብቻ ተወግዷል፣ ማለትም የውሃ ፊልሙ አሁንም አለ፣ ግን ውፍረቱ ቀንሷል።