X
تبلیغات
اب وخاک - ساختمان خاک

اب وخاک

SOIL & WATER ENGINEERING

ساختمان خاک

قابلیت نفوذپذیری خاک نسبت به آب:

 

قابلیت نفوذپذیری خاک عبارت است از سهولت نفوذ اب  هوا ویا ریشه در خاک که به قابلیت نفوذ آب در خاک هدایت آبی خاکی گویند .اندازه حفره های خاک در جریان یاورود آب به داخل خاک وحرکت وجابه جایی آب درون خاک اهمیت دارد .برخلاف  آب جریان هوا در خاک بستگی به حجم حفره ها دارد  واندازه ی حفره ها در جریان هوای خاک بی تاثیر است .هدایت آبی خاک به چند جهت تعیین می گردد.

 

1.تعیین فاصله ی بین زه کش ها

 

2.تعیین مساحت حوزه ی مخزن فاضلاب

 

3.تعیین طول وشیب کانالهای آبیاری

 

4.تعیین مساحت پشته وشیب کانالهای تراس ها در عملیات کنترل فرسایش.

 

به عنوان مثال خاکی دارای مقدار زیادی رس به صورت لایه ای فشرده و متراکم در قسمت تحتانی آن باشد دارای مقدارکمی حفره های هوا و نیز قابلیت نفوذپذیری ناچیز میباشد در نتیجه خاک هایی که دارای تراکم هستند برای زه کشی با لوله مناسب نیستند اگر چنین خاکی در دامنه های شیب دار قرار گرفته باشد جریان سطحی باعث فرسایش آن خواهد شد.

 

مفهوم عملیات زراعی و هدف آن:

 

عملیات زراعی به طور اعم عبارت است از تغییرات مکانیکی خاک ولی در زراعت و جنگلداری به معنی اصلاح خصوصیات خاک به منظور برداشت محصولات می باشد .عملیات زراعی به واسطه ی یکی از سه هدف زیر انجام می پذیرد

 

1.از بین بردن علفهای هرز

 

2.اداره وکنترل بقایای گیاهی

 

3.تغییر ساختمان خاک به ویژه تهیه ی زمین جهت کشت بذر وجوانه زدن

 

عملیات زراعی  و تهیه زمین با کشاورزی آغاز گردیده واحتمالا چوبدستی که گیاهان را با ان کشت می نمودند اولین وسیله ی کشاورزی می باشد .رونق گرفتن ابزار وتکنیک های کشاورزی موجب افزایش محصول ورشد جمعیت شد کاربرد ابزار کشاورزی نیاز به نیرو دارد .

 

این نیرو یا انسانی است یا حیوانی یا ماشینی .عبور و مرور این منابع نیرو منجر به تراکم خاک می گردد وهرچه وسیله نقلیه بزرگتر شود مساله تراکم پذیری خاک اهمیت بیشتری پیدا می کند .تراکم  خاک در تفرجگاه ها که محل عبور ومرور مکرر افراد و وسایل نقلیه است به خوبی مشهود می باشد .

 

نقش اعمال زراعی در کنترل بقایای گیاه:

 

معمولا کشت گیاهان در زمین هایی صورت می گیرد که بقایای گیاهی سالهای قبل نیز می باشد .در نواحی مرطوب بقایای گیاهی را با استفاده از خویش به درون خاک مدفون ساخته  و به این وسیله عمل بذر پاشی وافزایش کود شیمیایی با دقت بیشتری انجام می گیرد .در نواحی نیمه مرطوب و نیمه خشک که کنترل فرسایش باد و ذخیره رطوبت در خاک امری ضروری است از ماشین الاتی استفاده می شود که عمل کشت را بدون از بین بردن بقایای گیاهی قبلی انجام میدهند بدین وسیله بقایای گیاهی از فرسایش باد وآب جلوگیری نموده و نیز باعث تجمع برف در زمستان می گردد ودر اثر آب شدن برف ونفوذ آن به داخل خاک رطوبت خاک افزایش می یابد.

 

لایه های متراکم:

 

در سیستم جوی پشته ای به دلیل عبور چرخ های تراکتور از دزون جوی ها خاک جوی متراکم شده و عمق شخم عملیات زراعی بعدی به حدی نیست که بتواند آنها را متلاشی کند .در نتیجه به مرور زمان لایه ای متراکم باوزن مخصوص ظاهری زیاد و پروزیته کم در قسمت زیرین افق شخم خورده تشکیل می شود که به آن لایه شخم می گویند .مشکلات ناشی از اینگونه سخت لایه ها در خاک های شنی که دارای مقدتر کمی رس می باشند زیاد است در این خاک ها به دلیل کم بودن مقدار رس انقباض و انبساط خاک در حالت رطوبت و خشکی ناچیز ودر نتیجه ی تخریب طبیعی این لایه ها غیر ممکن است.

 

انواع آب در خاک :

 

آب ادهیسیون :نیروهای نگهدارنده رطوبت بسیار زیاد و از نوع سطحی است که در بین ذرات خاک و مولکول های آب وجود دارد .این رطوبت عمدتا به شکل کریستالیته بوده وتحرک کمتری دارد یا اصلا تحرک ندارد .این رطوبت به صورت یک غشای نازک متشکل از چند لایه مولکول ساخته شده است این آب غیر غابل استفاده برای گیاه است .این رطوبت در ذرات خشک گردو غبار که در هوا وجود دارد نیز یافت می شود .

 

آب کوهیسیون :این رطوبت به وسیله ی نیروهای جاذبه ای  که از طریق اتصال هیدروژنی بین مولکول های آب وجود دارد نگه داشته  میشود این آب کوهیسیون به شکل مایع و به شکل ورقه ای در اطراف ذرات خاک می باشد عمدتا آب مورد استفاده ی گیاهان است و انرژی بیشتری نسبت به ادهیسیون دارد .

 

آب ثقلی :این رطوبت در درون خلل وفرج درشت قرار دارد انرژی این آب نسبت به کوهیسیون بیشتر است و به سهولت توسط نیروی ثقل تخلیه می شود .

 

میکرو ارگانسم های خاک :

 

اختلاف انرژی در درون خاک وبیرون خاک  زیاد نیست بلکه شباهت هایی هم به هم  دارند  در زیر خاک ریشه ها وغده ها واندام ها ی زیر زمینی متعلق به تولید کنندگان اولیه وجود دارند  در زیر زمین مصرف کننده و تولید کننده نیز وجود دارند که به وسیله زنجیره ای از مواد غذایی به یکدیگر وابسته اند بدین صورت شاید مهمترین اختلاف اکولوژیکی زندگی در زیر زمین در مقایسه با روی زمین در این است که جانداران روی زمین اغلب از نوع مصرف کننده می باشند در حالیکه در زیر زمین میکرو ارگانیسم های تجزیه کننده ی مواد موجودات غالب را تشکیل می دهند به علاوه میکرو ارگانیسم های تجزیه کننده غالبا موجودات تک سلولی و میکروسکوپی می باشند فعالیت بسیاری از موجودات کوچک ومصرف کننده ی زیر زمینی در تکمیل نقش میکرو ارگانیسم های  تجزیه کننده موثر است .میکرو ارگانیسم های اتوتروف و هتروتروف اولین موجودات شناخته شده در خاک می باشند بنا براین قبل از پیدایش گیاهان آلی یا آور   و سایر موجودات خاک چرخه ی انرژی و غذا توسط این گونه ارگانیسم ها در خاک جریان داشته است بی شک میکرو ارگانیسم ها مهمترین تجزیه کنندگان مراحل نهایی میباشند این موجودات به وسیله ی ترشح آنزیمهایی مواد آلی را در محیط های خارج سلول هضم کرده و به حالت محلول در می آورند وسپس آن را جذب می کنند.

 

مواد آلی در خاک:

 

همزمان با تجزیه وتخریب سنگها ومینرال های قشر سطحی پوسته زمین عناصر غذایی موجود در آنها نیز آزاد شده و در دسترس گیاهان قرار میگیرد .ازت جو نیز به صورت ترکیبات شیمیایی قابل استفاده در آمده و باعث رشد ونمو گیاهان می شود .پس از مرگ گیاه بقایای آن در خاک به جا مانده و  در نتیجه مواد آلی در خاک تجمع پیدا میکند.همزمان با افزایش ذخیره مواد غذایی قابل استفاده برای گیاه مقدار مواد آلی خاک نیز ازدیاد حاصل می نماید این عمل تا زمانی صورت میگیرد که حالت تعادلی بین میزان تجمع مواد آلی ومیزان تجزیه آنها برقرار شود .

 

افزایش بقایای مواد آلی موجب ازدیاد مقدار کل این مواد در خاک می گردد بنابراین انتظار می رود که خاک های بیابانی به علت کم بودن میزان رشد ونمو گیاهان دارای مقدار خیلی کمتری از مواد آلی باشند با افزایش نزولات آسمانی تولید مواد آلی گیاهان افزایش یافته و در نتیجه مقدار آن د ر خاک افزایش می یابد تولید مواد آلی در مناطق حاره مرطوب چند برابر مناطق معتدله می باشد ولی از طریق دیگر بسیاری از خاک های مناطق گرم و مرطوب دارای مقدار زیادی رس به ویژه رس های بی شکل هستند که باعث جذب و حفظ مواد آلی در مقابل فساد و تجزیه می گردد.

 

Phدر خاک:

 

آب خالص دارای phخنثی است زیرا که غلظت یون های H+ و OH –با هم برابرند بنابراین آب در حالت خنثی PH برابر 7است .واکنش هر خاکی ناشی از مجموع خصوصیاتی است که در آن خاک وجود دارد خاک هایی که دارای PH 8 یا بیشتر است اغلب بر روی مواد اولیه آهکی تشکیل شده وعامل کنترل کننده ی PH هیدرولیز کر بنات هاست .

 

افزایش مواد الی اسیدی خزه ای باعث اسیدی شدن خاک می گرددبنابراین کاهش قابل ملاحظه ی PHدر اثر افزایش گوگرد حاصل می گردد گوگرد به اهستگی تبدیل به اسید سولفوریک گردیده و PH خاک در عرض چندین ماه یا یکسال به تدریج کاهش می یابد .

 

تغییرات PH در خاک :

 

در اثر فعل و انفعالات واکنش های شیمیایی از احیای ترکیبات آهک فریک FERIK.سولفات و سولفیت مقداری یون هیدروکسید به وجود می اید.در اراضی برنج اهن فراوانترین  ماده ای است که نقش گیرنده ی الکترون را ایفا کرده ودر اثر احیای اهن PH خاک را بالا می برد .از طرف دیگر تولید گاز دی اکسید کربن و اسید کربنیک منجر به پایین امدن PH و اسیدی شدن خاک می گردد.در خاک های قلیایی به دلیل پایین بودن آهن گاز دی اکسید کربن نهایتا منجر به پایین آمدن PH خاک می گردد. در حالیکه در خاک های اسیدی به دلیل بالا بودن میزان اهن واحیای ان PH در این خاک ها به حد کافی بوده و نیازی به آهک دادن نیست .همچنین در خاک های خیلی اسیدی بالا رفتن PHدر حدی است که اثرات سو الومینیوم را بر طرف می کند.

 

پیدایش و شناسایی خاک :

 

خاک حاصل اثرات متقابل 5عامل خاکسازی یعنی :

 

1.سنگ مادر  

 

2. آب وهوا 

 

3. پستی و بلندی   

     

4.موجودات زنده     

 

5. زمان میباشد.

 

از آنجا که تغییرات هر یک از این 5عامل خاک ساز بسیار زیاد است بنا بر این از نظر تئوری تعداد خاک های مختلف  بی نهایت زیاد بوده و شناخت تفاوت آنها .تفاوت درجه حاصلخیزی انها ونحوه ی استفاده صحیح از خاک ها همگی تابع شناخت خاک از نظر نحوه ی پیدایش و تحول می باشد . بعلاوه ایتن اطلاعات جهت نقشه برداری صحیح و تعیین دقیق فراکنش جغرافیایی خاک ها نیز ضروری است .

 

تشکیل و تحول خاک در رابطه با سنگ مادر:

 

ماهیت ونوع سنگ مادر در بروز مشخصات خاک جوان نقش مهمی را ایفا میکند و این امر احتمالا در خاک های تکامل یافته تر نیز مصداق دارد .

 

هنگامی که مواد مادری از سنگهای سخت ویکپارچه تشکیل شده باشند پیدایش خاک وسنگ مادر همزمان صورت میگیرد .ازجمله خواص سنگ مادر که در بروز مشخصات خاک تاثیر بسزادارد میتوان یافت.ترکیب مینرالوژی و درجه لایه لایه بودن راذکر کرد.

 

سنگهای محکم ولایه های زیرین زمین رانمیتوان برای خاک سنگ مادر به حساب آورد بلکه این سنگها مواد اولیه ی سنگ مادر را تشکیل می دهند به عنوان مثال تشکیل خاک بلافاصله بعد از ته نشین شدن مواد نرم آتشفشانی صورت میگیرد  اما درمورد سنگهای سخت ابتدا مرحله تخریب فیزیکی باید انجام گرفته و سپس خاک تشکیل شود درنتیجه مقاومت سنگها دربرابر تخریب فیزیکی از افزایش عمق خاک جلوگیری میشود و درمراحل بعدی که میزان تخریب سنگها بیشتر از فرسایش مواد صورت گیرد خاکهای حاصلخیز باسلوم ضخیم تشکیل می گردد احتمالا اغلب خاک های دنیا برروی رسوباتی تشکیل شده اند که خود ناشی از سنگهای سخت میباشند سنگهای گرانیت وریولیت هر دو ازسنگهای آذرین هستند که از نظر ترکیبات شیمیایی مشابه میباشند وتنها ریولیت به دلیل سرد شدن سریع درهنگام تشکیل دارای کانیهای ریزتری نسبت به گرانیت است.این اختلاف ریزی ودرشتی درکانیها منجر به هوادیدگی کند تر سنگ ریولیت و تشکیل خاک های ریزبافتری نسبت به گرانیت میگرددعینا این اختلاف بین سنگ بازالت وگابرو نیز وجود دارد .

 

البته خاکهای متشکله برروی این سنگها در اثر مرور زمان وپیرشدن خاک ازنظربافت شبیه به هم میشوند چون کانیهای موجود دراین سنگها همگی ازکانیهای قابل هوادیدگی  میباشند به طور کلی از انجا که کانیهای سنگ بازالت با سهولت بیشتری نسبت به گرانیت هوادیدگی حاصل می کنند درنتیجه خاک های ریز بافت اغلب برروی سنگهای بازالتی تشکیل می شوند در مناطق مرطوب استوایی که هوادیدگی کانیها ی سنگ بازالت به طور کامل صورت می گیرد خاک صرفا محتوی ذرات رس است .در مورد سنگهای رسوبی کلیات زیر قابل ذکر است ماسه سنگهایی که دارای مقادیر زیادی کوارتز می باشند منجر به تشکیل خاک های شنی می شود خاک هایی که برروی سنگ آهک و شیل تشکیل می شوند غالبا ریزبافت میباشند البته بعضی از انواع سنگ آهکهایی که دارای مقادیر زیادی سنگ ریزه هستند منجر به تشکیل خاک های سنگلاخی میشوند .به طور کلی خاک های متشکله برروی سنگ آهک تابع مواد ناخالص این گونه سنگها می باشند بافت مواد انتقال یافته بستگی به اصل و منشا آن دارد ممکن است بافت رسوبات یخچالی و بادآورده ازشن تارس سیلتی تغییر کند .بافت مواد انتقال یافته توسط باد ازمقادیر قابل ملاحظه ای سیلت تشکیل شده وممکن است خاکهایی که از این مواد تشکیل یافته اند دارای افق Aلوم سیلتی باشند .بافت مواد اولیه مستقیما در بافت های افق های خاک ها که نابالغ وجوانند تاثیر میگذارد و حتی در مواقعی که کانیها از کانیهای مقاوم باشند در سنین پیری هم بافت خاک متاثر از بافت مواد اولیه می باشد .بافت مواد اولیه به سه طریق در تحول خاک اثر میگذارد .

 

1.تاثیر برروی میزان مواد آلی

 

2.تاثیر بر نفوذپذیری خاک

 

3.تاثیر برضخامت سلوم خاک.

 

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