Земљиште - university of belgradehikom.grf.bg.ac.rs/.../drenaza_zemljiste.pdf ·...

1

Земљиште

Основни појмови:

Тло - површински део Земљине коре

Земљиште - плодоносно тло (средина у којој се развија коренов систем и из које биљка црпи воду и хранљиве материје)

Педологија - наука о земљишту (бави се изучавањем горњег –површинског слоја Земљине коре, дубине 2-5 m)

Земљиште

Фактори који утичу на формирање земљишта:- клима- вегетација- топографија- основни – градивни стенски материјал

Време2 цм за 500 год.

2

Земљиште

Земљиште

- настаје у процесу ерозије - разарања тлаводна ерозија (плувијална, флувијална, глацијална)еолска ерозија (изазвана ветром)абразиона ерозија (под дејством таласа)

- трофазна средина• чврста фаза: састоји се од минералних и органских материја које

формирају скелет• течна фаза: вода са раствореним хранљивим материјама која се

налази у земљишту у форми танког филма који обавија честице земљишта и испуњава поре

• гасовита фаза: ваздух и (у знатно мањој мери) други гасови

представља ресурс

- са привредне тачке гледишта, земљиште поседује економски потенцијал

- Земљиште необновљив ресурс

3

Физичка својства земљишта

Структура земљиштаструктура (величина, облик и начин међусобног спајања

појединачних честица)- по величини честица, земљиште се дели на фракције:

шљунак (2 – 64 mm)песак (0.05 – 2 mm)прашина (0.002 – 0.05 mm)глина (< 0.002 mm)

- ситне фракције (прашина и глина) се спајајуу агрегате (грудве) – структуирана земљишта

- крупне фракције (песак) не формирајуагрегате – неструктуирана земљишта


Структура земљишта

Зрнаста

Плочаста

Призма-тична

Угаона (оштро-ивична)

4

Физичка својства земљиштаЗрнаста

ПризматичнаПлочаста

Угаона (оштроивична)


У већини земљишта, присуство

органских материја, кореновог система и воде

доводи до формирања агрегата и земљишних структура

5


Примарни део кореновог система у великим порама

Секундарни део кореновог система

Макропоре – “ канали живота” у земљишту


Значај структуре земљишта

6


Механички састав

Механички састав земљишта је расподела честица по димензијама. Честице се групишу у фракције у зависности од крупноће.Гранулометријски састав се одређује просејавањем(D>0.0075), односно опитима таложења за мање пречнике.



D<0.0075 mm опит таложења заснован на Stoke’s-овом закону на основу кога се може срачунати брзина V тоњења сфере

πµρ

µπρ

VDF

VDRC

DVCF

o

eFFo

3

2424;

42

22

=

===

πρρ 3)2

(3

4)(

DgFF sug −=−

µρρ

18

)( 2DgV s −

=

7



Kriva mehani čkog sastava zemljišta

0102030405060708090

100

0.00010.0010.010.1110100

D (mm)

Zast

uplje

nost

(%)

GlinaPrašinaPesakŠljunak 0.0020.052.0



Коефицијент закривљености:

Добро градуисана земљишта: 1 < Cc < 3 i u > 51060

302

dd

dCc =

Коефицијент униформности:

Униформно земљиште: u < 5

Умерено униформно земљиште : 5 < u < 15

Неуниформно тло земљиште: u > 15

Код неструктуираног земљишта, зрна пречника од d10 до d20 највише

утичу на вредност коефиицјента филтрације.

Уобичајено је да се зрно пречника d10 назива ефективним def.

10

60

d

du =

8


Класификација земљишта према USBR-у

За класификацију се користе 2 слова:

PRVI KARAKTER DRUGI KARAKTER

G šljunak W Dobro graduisan

S pesak P Loše graduisan

M prašina M Prašinast

C Glina C Glinovit

O Organska L Mala plastičnost

Pt Humus H Visoka plastičnost

Ситнозрна земљишта (M, C, O, Pt) се класификују према резултатима Atteberg-овог теста

Класификација земљишта има само квалитативан значај.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Liquid limit

0

10

20

30

40

50

60

Pla

stic

ityin

de

x

CH

OH

or

MH

CLOL

MLor

CL

ML

"A" lin

e

Comparing soils at equal liquid limit

Toughness and dry strength increase

with increasing plasticity index

Plasticity chart


Текстура

Текстура је класификација земљишта према механичком саставу.

Песковита земљишта: - веома погодна за обраду, - лако се дренирају, али- лако и отпуштају воду у сушним

периодима

Глиновита земљишта:- тешка за обраду, - тешка за одвођење вишка воде, али- доста дуго успевају да задрже влагу

у сушним периодима

Између ова два екстрема – “иловача”,која се сматра погодним земљиштем

(има одговарајући однос честицапеска, глине и прашине)

9


Основни појмови:Порозност

Коеф. порозности

Густина

сувог узорка

чврсте фазе

влажног земљишта

Спец. тежина

сувог узорка

чврсте фазе

влажног земљишта

Влажност

Степен засићености


Порозност

- однос запремине пора и укупне запремине земљишта

(од значаја, јер указује на водни капацитет земљишта)

- одређује се на основу масе и густине чврсте фазе

s

ss V

M=ρ

(%) 100)1( ⋅−= sdp ρρ

Мs - маса чврсте фазе (добија се сушењем земљишта на 105-110 oC)

(%)1000V

Vp p=

0V

M sd =ρ

oz V

M=ρ

10


sdss

sssp

VM

VM

V

V

V

VV

V

Vp ρρ /1

/

/11 0

00

0

0

−=−=−=−==

p

p

VV

VV

VV

V

V

Ve

p

p

p

p

s

p

−=

−=

−==

1/1

/

0

0

0

Коефицијент порозности

e

ep

+=

1

pV

VM

V

MMwd

pwswsz ρρ

ρρ +=

+=+=

00

maxmax


Порозност

- густина чврсте фазе мало варира за различита земљишта:

- запреминска маса, у зависности од структуре земљишта, варира ушироком опсегу:

− ρz > 1500 kg/m3: збијена и тешка земљишта, веома тешко се одводњавају

ρs = 2600-2700 kg/m3

ρz = 1000-1800 kg/m3

11


Поре и честице у земљишту

2 x 2 x 2 = 8

radius = 4r

16 r16 r

4 x 4 x 4 = 64

radius = 2r

16 r16 r

8 x 8 x 8 = 512

radius = r

16 r16 r

476.06

1 =−= πp



Порозност може узимати вредности између 0 и 1, док вредност кеофицијента порозности може бити већа од 1 за земљишта чија је порозност већа од 0.5

Релативна густина:minmax

min

ee

eeDR

−−=

12



Полупречник сферне честице која може да стане у поре код квадратног распореда:

)12( −= ss Rr

Промена порозности у зависности од распореда честица:

А)

B)

C)

910.01

476.0)8/()3

48( 333

=−

=

=−=

p

pe

RRRp π

654.0

395.0)2

38/()

3

4

2

38( 333

=

=−=

e

RRRp π

350.0

260.0)2

28/()

3

4

2

28( 333

=

=−=

e

RRRp π



13


Влажност

- однос запремине воде и укупне запремине узорка земљишта

- горња граница влажности земљишта једнака је порозности

o

w

V

V=ω

pmax =ω

- степен засићености земљишта водом: однос запремине воде и запремине пора

p

w

V

VS=

pS⋅=ω

VoVs

Vw

VaVp=Va+Vw


Облици воде у земљишту - зависе од степена засићења земљишта

а. хемијски везана вода- вода која остаје после загревања узорка земљишта дотемпературе од 105-110 оC

б. физички везана вода

б.1 хигроскопска вода- последица својства земљишта да упија воду (влагу)из атмосфере и да је молекуларним силама везује за молекулеземљишта

- највећа количина влаге се може упити при релативној влажностиваздуха од 100%

- може се одстранити из земљишта једино сушењем на 105 оC- вода у овом облику је везана за честице земљишта силама површинскеадхезије које остварују притисак од 30-50 bar (3000 - 5000 kPa)

14


б. физички везана вода

б.2 опнена вода- држи се за честице земљишта привлачним силама мањег интензитета у односу на хигроскопну воду- налази се у виду танког филма око честица земљишта

- не креће се под дејством капиларних или гравитационих сила- креће се са честице која је обавијена дебљим слојем на честицу која јеобавијена тањим слојем

в. капиларна вода- са даљим повећањем влажности земљишта, повећава се покретљивост

воде да би се достигла гранична - лентокапиларна влажност, са којом вода почиње да се креће под доминантним утицајем капиларних сила

- ова вода се у земљишту држи подпритиском од 6.25 bar- имајући у виду да је коренов систем биљака у стању да искористи водукоја је у земљишту везана притиском до 15 bar, лентокапиларна влаж-ност се такође сматра границом између лако и тешко приступачне воде


ωmax

ωp

t (dani) 1 2 3

в. капиларна вода- са даљим повећањем влажности долази се до влажности при којој суизједначене капиларне и гравитационе силе - влажност пољскогкапацитета (настаје када се земљиште оцеди после интензивнихпадавина)

15


г. гравитациона вода

- креће се под доминантним утицајем гравитационих сила - на добро дренираним земљиштима гравитациона вода процури у дубље слојеве

Гравитациона вода

Капиларна вода

Хигроскопска вода

Хемијски везана вода

0.33 bar

6.25 bar

Лако доступна вода

Тешко доступна вода 15 bar

30 bar

Физиолошки активна вода

0 bar

- количина доступне воде зависи од структуре и текстуре земљишта

(за песковита земљишта: 5 - 10%, за фину иловачу: око 20%)


-1

-10

-102

0

1

2

3

4

5

6

pF hk (cm)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0

vlaznost - ωωωω

-103

-104

-105

-106

4.2

3.8

2.5 -330

-15000

-6250

1

2

16


Коефицијент филтрацијеДарсијев коефицијент филтрације –

водопроводљивост земљишта потпуно засићеног водом

Може се одредити експериментално

у лабораторији или на терену. LKV f ∆

∆Π⋅=


Коефицијент филтрацијеексперименталне методе

- теренске - ИНФИЛТРОМЕТРИ

17


Коефицијент филтрацијеексперименталне методе

- теренске - БУНАРИ

=−

1

212 ln

2 r

r

kb

Qhh p

π

=−

1

221

22 ln

r

r

k

Qhh p

π


ssalClarutxeT ytisneDkluBm/gM( 3)

ytisoroP)%(

ytivitcudnoCciluardyH)s/mc(

dnaS 55.1 24 01x2.1 1- 01x0.2ot 3-

maoL 02.1 55 01x7.1 4- 01x7.1ot 7-

yalC 50.1 06 01x5.2 9- 01x0.1ot 9-

Типичне вредности коефицијента филтрације

Земљиште - university of belgradehikom.grf.bg.ac.rs/.../drenaza_zemljiste.pdf ·...

Documents