اب وخاک

SOIL & WATER ENGINEERING

مفاهيم خاک

  آيا می‌توان چيزی را تصور نمود که برای بشريت مفهومی با ارزش‌تر از خاک داشته باشد؟

  ارتباط بسيار نزديک تمدنهای گذشته با خاک بحدی زياد بوده است که واژه خاک حتی در جملات مربوط به آفرينش و خلقت بشر هم همانند جمله زير تجلی يافته است:

 « خداوند انسان را از خاک آفريد و آنگاه به او جان بخشيد»

  حرمت خاک و زمين چه در روزگاران گذشته و چه در حال حاضر برای بشر بس والا بوده است.

  بنا به گفته‌ای « تاروپود زندگی بشر در کارگاههای خاکی که از گوشه‌ها و زوايای آن بوی گل استشمام می‌گردد، بافته شده است. » حتی امروز هم تعداد بسيار زيادی از جمعيت کره زمين به زراعت اشتغال داشته و برای تأمين غذا و پوشاک با خاک در ارتباط تنگاتنگ بسر می‌برند.

  خاک محيطی طبيعی است جهت حفظ و رشد نبات، اين مهمترين تعريفی بوده است که از آغاز پيدايش کشاورزی برای خاک وجود داشته، لکن با ايجاد شهرها اهميت خاک به عنوان شالوده راهها و ساختمانها از ديدگاه مهندسی نيز شناخته شد.

  در حال حاضر خاک برای بسياری از مصارف مهندسی از جمله دفن زباله‌ها و مواد زائد ديگر مورد استفاده قرار می‌گيرد.

  مفهوم خاک از نظر مهندسی ازخيلی قبل يعنی از اواخر قرن هيجدهم به وسيله زمين شناسان ارائه گرديده است، در اين تعريف خاک صرفاً مخلوطی از سنگهای هواديده قسمت سطحی پوسته زمين يا رگوليت(Regolith) می باشد در اواخر قرن نوزدهم خاک شناسان تعريف جامع‌تری از خاک ارائه داده و خاک را به منزله يک توده طبيعی متشکل(Organized Natural Body) تعريف نموده‌اند


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  سه شنبه 2 خرداد1391ساعت 13:6  توسط شیرین  | 

پوکی و تخلخل

تعریف

 

پوکی یا تخلخل عبارت است از تمامی فضاهای خالی موجود در رسوب یا سنگ بوده که به دو صورت مطلق مفید یا موثر بیان می گردد.

 

ریشه لغوی

 

تخلخل یا پوکی در زبان فارسی به معنی فضای خالی است و معادل لاتین آن Porosity می باشد

 

مقدمه

 

پارامتر پوکی یا تخلخل در واقع مورد توجه بسیاری از علوم از جمله شاخه های بسیاری از زمین شناسی و مهندسی سازه ها بوده و هست و برای دست یابی به پارامترهای مهم دیگر بسیار حائز اهمیت می باشد. لذا اهمیت مطالعه و درک چگونگی ایجاد تخلخل و انواع آن و عوامل موثر در آن نمایان می شود.

 

انواع تخلخل

 

پوکی بر پایه زمان تشکیل به دو صورت اولیه و ثانویه بوجود می آید:


الف پوکی اولیه (Primary Porosity):

 

 شامل فضاهای خالی می باشد که در هنگام رسوبگذاری ساخته شده و به اشکال زیر ظاهر می گردد.


 

پوکی بین دانه ای (interpartide): فضای خالی ایجاد شده بین دانه های تشکیل دهنده رسوب یا خاک

 

پوکی درون دانه ای (Intra Particle): این نوع پوکی بیشتر در دانه های کربناته و به صورت حفره در درون اسکلت موجودات ظاهر گشته که اغلب در مراحل دیاژنز توسط سیمان پر می گردند

 

پوکی پناهگاهی (Shelter): طرز قرار گیری دانه های درشت ممکن است به گونه ای باشد که فضای خالی در زیر آنها بوجود آید. مانند حفره موجود در زیر صدف یک نرم تن (دو کفه ای)

 

پوکی رشد چهارچوب (Growth- Framework): اینگونه پوکی در اثر رشد موجودات زنده در محیط آبی و ایجاد فضایی در بین پیکره های آنها بوجود می آید.

 

ب) پوکی ثانویه (Secondry Porosity)


پوکی ثانویه به آن دسته از فضاهای خالی گفته می شود که پس از رسوبگذاری و در اثر فرآیندهای دیاژنز بوجود آمده اند.

 

پوکی بین بلوری (Intra Crystalline): فضای بین بلورهای موجود در سنگ را گویند. بویژه در سنگهای کربناته که در اثر فرآیِند جانشینی دولومیت جانشین کلسیت می گردد. این جانشینی باعث کاهش حجم کانی اولیه و در نتیجه افزایش فضای خالی و پوکی می شود.

 

پوکی روزنه ای (Fenestral): حفره ای است به شکل عدسی، کروی و یا نامنظم که به صورت پراکنده در اثر از دست دادن آب منفذی، تخمیر جلبکها، یا هنگام خشک شدن رسوبات بوجود می آید.

پوکی قالبی (Moldic): در اثر انحلال بخشی از سنگ این گونه پوکی شکل گرفته که درصورتیکه بسیار بزرگ باشد به ان پوکی غاری (Cavern) گویند. این گونه پوکی اغلب در سنگهای کربناته شده می شود

پوکی شکستگی (Fracture) در اثر شکستگی های موجود در سنگ این نوع پوکی شکل می گیرد. عواملی چند، مانند فشردگی(Compaction)، لغزش، زمین ساخت باعث بوجود آمدن آن می شود. به طور کل تخلخل اولیه با اندازه دانه ها رابطه عکس دارد یعنی هر چقدر اندازه دانه ها بزرگتر باشد تخلخل اولیه کمتر خواهد بود و را که در رسها که ریزترین دانه های رسوبی را تشکیل می دهند بیشترین تخلخل مطلق را داریم.

 

تخلخل یا پوکی در زمین شناسی کاربردی (زمین شناسی نفت، آبهای زیرزمینی، زمین شناسی- مهندسی و ژئوتکنیک) از اهمیت ویژه ای برخوردار است. چرا که عامل مهم ذخیره شدن نفت بالا بودن تخلخل مفید در سنگهای مخن و کم بودن آن در سنگهای پوششی مخزن است.


و در آبهای زیرزمینی عامل مهم برای حرکت آبهای زیرزمینی بالا بودن تخلخل مفید است. در مورد زمین شناسی مهندسی تخلخل زیاد کارهای مهندسی را دچار مشکل می کند و به عنوان یک عامل مزاحم تلقی می شود چرا که در یکی از سدهای ایران به نام سدلار به علت عدم توجه مهندسان زیربط به زیاد بودن تخلخل، تقریبا بلا استفاده مانده و آبگیری نمی شود

+ نوشته شده در  پنجشنبه 17 فروردین1391ساعت 14:35  توسط شیرین  | 

مثلث بافت خاك texture soil angular

مثلث بافت خاك

 

soil-science.mihanblog.com

+ نوشته شده در  شنبه 13 اسفند1390ساعت 18:15  توسط شیرین  | 

افزایش حاصلخیزی خاک با استفاده از مواد آلی ((کاه و لکش و بقایای گیاهی ))

خاک گوهر گرانبها و از برکات حیات بخش الهی است که بهره برداری بهینه و اصولی از ان به عنوان یک وظیفه ملی و اسلامی می باشد . از طرفی از خاک بعنوان محیطی زنده که در آن موجود است زیادی فعالیت می نمایند و بستر طبیعی رشد گیاهی یاد می شود . حفاظت و بهره برداری بهینه از خاک مستلزم افزایش شناخت و آگاهی همه سطوح دخیل در نحوه استفاده از خاک به منظور تغذیه صحیح گیاهی و افزایش عملکرد و بهبود کیفی محصولات کشاورزی می باشد .




در حال حاظر با کشا.رزی متمرکز و استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی و ... خاکها دیگر حاصلخیزی اولیه و سالهای گذشته را ندارندمواد آلی (کاه و لکش و بقایای گیاهی , کود حیوانی , کمپوسیت و کود سبز و ...) فرآورده های طبیعی و بی خطری هستند که یکی از پایه های اساسی کشاورزی پایدار را تشکیل می دهند . بطوریکه محققین از مدیریت مطلوب ماده آلی در خاک , بعنوان ,قلب کشاورزی پایدار نام می برند .امروزه خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک ایران با مشکل جدی کمبود مواد آلی مواجه می باشند . مقدار مواد آلی موجود در خاکهای کشور به جز مناطق محدودی در شمال از یک ماده آلی خاک کمتر از 5/0 می باشد . بنابر این آنچه امروزه برای کشاورزی امری ضروری به نظر می رسد آن در خاک حتی با افزایش کودهای شیمیائی نیز می توان حاصلخیزی خاک را افزایش داد .به عبارت دیگر در شرایط کمبود شدید مواد آلی کودهای شیمیائی قابلیت جذب ندارد .با توجه به موارد ذکر شده بیم آن می رود . که ادامه این روند (کاهش ماده آلی ) در آینده نزدیک تبدیل به بحران کمبود مواد آلی خاکها در کشور گردد . بنا بر این برای حفظ محوریت نیل به کشاورزی پایدار و امنیت غذایی مواد آلی بر خاک خصوصاً از طریق کاه و لکش و بقایای گیاهی بایستی مورد توجه جدی مسئولین بخش کشاورزی و کشاورزان جهت افزایش مواد آلی برنامه های در حال اجرا ء دارد , ولی در مجموع اجراء کامل این طرح نیاز به همت ملی دارد تا به طریق مقتضی زارعین که در جهت افزایش ماده آلی اقدام می نمایند مورد حمایت , تشویق و اعطای تسهیلات قرار گیرند
+ نوشته شده در  شنبه 13 اسفند1390ساعت 12:1  توسط شیرین  | 

آثار مواد آلی در خاک

- اصلاح خواص فیزیکی خاک :


مواد آلی در سبک نمودن خاکهای نیلی موثر است در نتیجه تهویه و نفوذ پذیری آب را افزایش می دهد در خاکها ی شنی مواد آلی سبس بالا بردن ظرفیت نگهداری آب می شود . زیرا می تواند حتی معاول وزن خود آب جذب و مشکل خشکی این خاکها را تا حدودی رفع کند .


2 – تامین و آزاد سازی عناصر غذایی در خاک

مواد آلی برای تجزیه شدن می توانند مقادیر مختلفی عناصر غذایی را آزاد نمایند و همچنین در کاهش PH و آهک خاک و افزایش حلالیت عناصر غذایی خصوصاً فسفر و عناصر ریز مغذی چون آهن , روی , مس , منگنز و بور موثر می باشد .


3 – آثار بیولوژیکی :

 

مواد آلی به عنوان منبع عالی عذا و انرژی برای موجودات زنده خاکستری مطرح می باشند بنا بر این با وجود مواد آلی کافی فعالیت خاک به حداکثر می رسد .

 

 


4 – آثار اقتصادی:


هر چند اثرات ماده آلی چند ساله است ( حداقل سه سال ) بر روی خاکها مؤثر است
و باعث افزایش عملکرد محصول می شود. بنابر تحقیقی که در استان خراسان در
سال گذشته صورت گرفته , اضافه کردن 50 درصد بقایای کاه و لکش به خاک باعث
افزایش عملکرد 650 کیلوگرم گندم مثبت به مزرعه شاهد شده است ( کشاورز ,
عباس زاده 1385) بنابراین مصرف بقایای تبتیتنش اقتصادی نیز دارد .

هر چند اکثر زارعین به دلیل کمبود علوفه از بقایای گیاهی جهت خوراک دام
استفاده می کنند ولی برای بهبود حاصلخیزی خاک ضرورت دارد. حداقل بخشی از
بقایای گیاهی و نیز کاه و لکش غلات به خاک برگردانده شود . برای غنی سازی
بقایا و سرعت مدت خرید آنان در خاک لازم است حداقل 50 کیلوگرم کود اوره
روی بقایا مصرف با عملیات شخم و دیسک زیر خاک برده شود . بعضاً زارعین
برای خلاصی از این بقایا اقدام به سوزاندن آنها می کنند این عمل علاوه بر
آنکه سبب از بین رفتن حجم زیادی از بقایای آلی می گردد باعث نابودی
موجودات زنده خاک سطحی و آلودگیهای زیست محیطی می شود . ضمناً برای
استفاده بهینه از بقایای گیاهی چون ذرت دانه ای , آفتابگردان , پنبه و ...
زارعین می توانند از دستگاه ساقه خردکن و جهت سرشاخاهای باغات از شاخه
خردکن استفاده نمایند .

منبع:/www.koaj.ir

+ نوشته شده در  شنبه 13 اسفند1390ساعت 11:58  توسط شیرین  | 

فرسایش خاک

 
یکی از مشکلاتی که بشر از آغاز زراعت بر روی زمین با آن مواجه بوده، فرسایش سریع خاکها می باشد.  فرسایش خاک هنوز هم در آمریکا و بسیاری از مناطق حاره ای و نیمه خشک دنیا از معضلات به شمار می رود و در کشورهایی که آب و هوای معتدل دارند _ از جمله انگلستان، بلژیک و آلمان _ به عنوان یکی از مسایل خطرناک تلقی می شود. این مشکل در ایران که بخش وسیع آن را کویر ها در بر گرفته اند و خاک از پوشش مناسبی برخوردار نیست بسیار بارز و چشمگیر است.
جلوگیری از فرسایش خاک که در واقع معنی آن کاهش میزان تلفات است، به حدی که سرعت فرسایش تقریبا برابر سرعت طبیعی تلفات خاک گردد، بستگی به انتخاب استراتژیهای مناسب در حفاظت خاک دارد.  این امر مستلزم شناخت تمامی فرایند های فرسایش است.  اثر فرسایش تنها به مناطقی که خاک سطحی آن توسط باد و آب از بین رفته و سنگ مادر یا خاک زیر در معرض دید قرار گرفته و سطح زمین توسط آب بریدگیها چاک چاک شده است مربوط نمی شود، بلکه مناطق پایین باد و کف دره ها را که در آن سطح زمین پوشیده از نهشته های شن و ماسه بوده و کانالها و نهر هایی که از رسوب پر شده اند  را نیز در بر می گیرد.
 
شدت فرسایش در زمانها و مکان های مختلف متغیر است.  رسوباتی که در اثر یک واقعه آب و هوایی معین ایجاد می شود به شرایط توپوگرافی، نوع خاک و نحوه استفاده از زمین بستگی دارد و این امر موجب تغییرات موضعی فرسایش می شود. از آنجایی که آب و هوا مرکب از مجموعه  وقایعی با شدت های مختلف است در نتیجه مهمترین عامل در تغییرات زمانی کوتاه مدت فرسایش را می توان آب و هوا به شمار آورد. در هر حال خصوصیت های اقلیمی، بخصوص مقدار بارندگی، شدت بارندگی و سرعت باد در جاهای مختلف متغیر است.  از این گذشته تغییرات زمانی درازمدت نیز ممکن استدر فرسایش اتفاق افتد. بنابراین، نقش متقابل تغییرات زمانی و مکانی فرسایش تا حد زیادی پیچیده است.  علی رغم بهم پیوستگی این دو بهتر است آنها را به طور مجزا مورد بررسی قرار دهیم.  

 


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  سه شنبه 19 مهر1390ساعت 23:20  توسط شیرین  | 

ساختمان خاک

بافت خاک مربوط به مقدار نسبی ذرات خاک بوده و حال انکه ساختمان خاک عبارت است از ترتیب قرار گرفتن ذرات خاک یعنی شن و سیلت و رس.

 

وتشکیل ذرات بزرگتر و ثانویه ای که خاک دانه نامیده می شود این ذرات به نوبه ی خود با نیروی ضعیفی به یکدیگر متصل می گردند خاکهای ورتی سول موجود در مناطق چمنی تگزاس مثال بسیار خوبی از تاثیر روابط اب وهوای خاک است در این خاک ها میزان رس ها ی انبساط شونده بسیار زیاد وحدود 60%است .بنابر این به علت خاصیت پلاستیکی و انبساط شوندگی این همه رس ارزش زراعی خاک در صورت عدم وجود ساختمان بسیار ناچیز می باشد.

 

ذرات خاک صرفه نظر از اندازه انها در صورتی که کاملا به هم چسبیده باشند تخلخلی معادل 26درصد ودر حالت نچسبیده به هم 48درصد را ایجد میکند .درصد تخلخل خاک شنی به صورت مجزا 40درصد میباشد که در مقایسه نشان میدهد که خاک شنی دارای ذرات کاملا کروی شکل نبوده در ثانی تنگاتنگ هم قرار نگرفته اند در مجموع درصد تخلخل خاک های شنی مجزا پایین وتابع بافت خاک میباشد در خاک های ریز بافت ابعاد وشکل ذرات تغییرات زیادی داشته درضمن خاک اغلب  دارای خاک دانه است وبه علاوه  ذرات هم کاملا به هم نچسبیده اند بنابر این در اینگونه خاک ها فضای کل شامل فضای بین خاک دانه ها وفضای بین ذرات است .فضای کل خلل وفرج شامل حجمی از خاک است که بوسیله اب وهوا اشغال گردیده است هرگاه فضای کل خلل وفرج بر حسب درصد حجمی بیان گرددبه ان پروزیته یا درصد تخلخل گویند .برای محاسبه یدرصد تخلخل حلقه ای از خاک را درون تشتک ابی قرار داده و پس از اشباع کامل ان را توزیین می کنند.

 

اختلاف وزن میان خاک خشک شده در اتو ودر حالت اشباع معرف حجم خلل وفرج خاک میباشد.


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  چهارشنبه 13 مهر1390ساعت 15:17  توسط شیرین  | 

مطالب قدیمی‌تر